Огнеупорная футеровка доменной печи
Публикация: 20.12.2022.png)
Время чтения: 8 мин.
Просмотров: 70
Качественная футеровка доменной печи существенно снижает потери тепла, защищает кожух от влияния высокой температуры, соприкосновения с расплавленным металлом и шлаком. На устойчивость футеровки воздействуют определенные факторы:
- изменение температуры;
- тепловые нагрузки;
- химическое воздействие;
- окисление;
- истирание поверхности;
- отложение цинка и сажистого углерода.
Разрушающее влияние усиливается от колошника печи к горну. Требования к огнеупорным материалам, которыми производят футеровку, ужесточаются соответственно разрушающему влиянию.
Содержание
- Общее описание доменной печи
- Футеровка доменной печи по зонам
- Применяемые огнеупоры и расчет их количества
Общее описание доменной печи
Печь шахтного типа, в которую ленточным конвейером на колошник подается шихта. В нижнюю часть поступает топливо и разогретый воздух. Топливо сгорает, получившиеся газы нагревают шихту, которая расплавляется. Расплавленный чугун выходит через летки в желоба и затем в ковши.
Кожух установлен на фундаменте, удерживается колоннами, от разгара его предохраняют холодильники. Внутри кожуха находится футеровочный слой, который тоже непрерывно охлаждается.
В нижней части печи находится горн, летки, через которые расплавленный металл выпускают наружу и летки для выпуска шлака в шлаковозные ковши. Вокруг печи располагается воздухопровод для подачи воздуха в фурмы, через которые он поступает в горн.
Наверху находится колошниковое устройство, в которое входят газоотводы для отвода газов из печи, аппарат для засыпки шихты и сопутствующие устройства.
Часть веса верхней части печи передается сразу на фундамент при помощи колонн и мараторного кольца кожуха.
Футеровка доменной печи по зонам
Требования к футеровке доменных печей включают повышенную прочность материалов, способность выдерживать высокие температуры во время процесса плавки массы с использованием оксидов железа и кремния.
Футеровочные материалы должны хорошо справляться с воздействием химических оксидов, образующихся в процессе обработки металла, чтобы предотвратить разрушение рабочих участков печи. Использование специальных материалов при ремонте и обслуживании также играет важную роль в обеспечении долговечности печей.
Стойкость футеровки к разрушающему воздействию обусловлена огнеупорными свойствами исходного материала. Эксплуатация доменной печи особенно требовательна к устойчивости огнеупоров, поэтому для футеровки используют:
- алюмосиликатные огнеупоры (шамотные);
- высокоглиноземистые огнеупоры (обожженные и плавленные);
- углеродосодержащие огнеупоры (графитовые, коксовые, карборундовые).
Футеровке подлежит весь внутренний профиль печи, который включает в себя лещадь, горн, заплечики, распар, шахту и колошник. Производят футеровку огнеупорными блоками, швы заполняют мертелем из измельченного шамота и огнеупорной глины, добавляя в некоторых местах поверхностно-активные и клеящие вещества. Толщину швов высчитывают по формулам при помощи таблицы в процессе проектировки доменной печи.
Лещадь
Нижняя внутренняя часть доменной печи от металлоприемника горна до бетонного пня фундамента выкладывается либо из углеродистых огнеупоров, либо из комбинации углеродистых и высокоглиноземистых изделий. Перед футеровкой необходимо произвести подготовительные работы:
- установлено перекрытие по фурмам или маратору;
- смонтированы и установлены плитовые холодильники;
- если охлаждение воздушное, то плиты холодильника устанавливают на пень фундамента и фиксируют.
Горн
Основная часть доменной печи, в которой происходит выплавка металла. Футеровку горна производят комбинированной кладкой. Нижнюю часть выкладывают из трапециевидных углеродистых изделий, за исключением области чугунных леток. Для футеровки верхней части горна и области чугунных леток используют алюмосиликатную кладку из шамотных каолиновых блоков. Подготовительные работы перед футеровкой:
- зазоры забивают чугунной замазкой;
- ось горна устанавливают, используя геодезические инструменты для предотвращения смещения.
Заплечики
Область выше горна в виде усеченного конуса снижает объем выплавляемых материалов при образовании чугуна и шлака. Футеруют заплечики шамотными каолиновыми блоками.
Шахта и распар
Шахта обеспечивает равномерное опускание и разрыхление шихты, а распар увеличивает диаметр печи для устранения возможных задержек шихты при опускании. Футеровку этих зон выполняют из алюмосиликатных огнеупоров в виде шамотных каолиновых блоков.
Колошник
Верхняя часть доменной печи, через которую засыпают шихту и отводят отработанные газы. Футеруют колошник шамотными блоками.
Фундамент, кожух и холодильник
Основание печи принимает на себя всю нагрузку огромной конструкции и состоит из бетонной подошвы толщиной 4-6 м и пня толщиной 2-3,5 м, который изготавливают из огнеупорного бетона. Защитой фундамента от воздействия высоких температур является воздушное охлаждение лещади.
Конструкция из сваренных цилиндрических и конических стальных поясов – кожух доменной печи – прочная, пластичная и термостойкая. В кожухе вырезают технологические отверстия для фурм, леток, холодильников, подводящих воду трубок, болтов для крепления холодильников.
Холодильники предотвращают высокотемпературное воздействие на кожух и футеровку с помощью водного охлаждения. Вертикальные холодильникaи находятся между кожухом и футеровкой, закреплены к кожуху при помощи болтов.
Применяемые огнеупоры и расчет их количества
Размер футеровки и количество используемых огнеупоров зависят от размера печи и определяются во время проектирования. Количество элементов футеровки обусловлено размерами блоков и толщиной швов и вычисляется на основании таблицы.
Размеры огнеупорных изделий и толщина шва для футеровки доменной печи
|
Наименование кирпича или блока |
Длина |
Ширина |
Высота |
|
l |
b |
с |
|
|
Прямой нормальный |
230 |
150 |
75 |
|
Прямой полуторный |
345 |
150 |
75 |
|
Клиновой нормальный |
230 |
150/135 |
75 |
|
Клиновой полуторный |
345 |
150/125 |
75 |
|
Большемерный блок |
400 |
200 |
100 |
|
400 |
200 |
120 |
|
|
200 |
150 |
550 |
|
|
Углеродистый блок прямоугольный |
3200 |
410 |
400 |
|
3200 |
550 |
550 |
|
|
Углеродистый блок трапециевидный |
2000 |
415 |
400 |
|
2000 |
550 |
550 |
|
|
Графитированный блок |
1600 |
400 |
400 |
|
Толщина шва зон кладки доменной печи |
|||
|
Элементы конструкции |
Категория кладки |
Толщина шва d, мм |
|
|
Лещадь: |
|||
|
Алюмосиликатные изделия высотой 550 мм |
|||
|
Горизонтальный шов |
I |
1,0 |
|
|
Вертикальный шов |
Вне категории |
0,7 |
|
|
Графитированные блоки |
|||
|
Горизонтальная кладка |
I |
1,0 |
|
|
Вертикальная кладка |
III |
2,5 |
|
|
Углеродистые блоки |
|||
|
Горизонтальный шов |
I |
1,0 |
|
|
Вертикальный шов |
Вне категории |
0,5 |
|
|
Горн: |
|||
|
Шамотные каолиновые изделия |
Вне категории |
0,5 |
|
|
Углеродистые блоки |
|||
|
Горизонтальный шов |
I |
1,0 |
|
|
Вертикальный шов |
Вне категории |
0,5 |
|
|
Заплечики: Шамотные каолиновые изделия Распар: Шамотные каолиновые изделия Шахта: Шамотные каолиновые и шамотные изделия В зоне холодильников В неохлаждаемой зоне Под несменяемыми холодильниками маратора и в зоне плит колошников |
I I II II III |
||
Скрупулезное соблюдение расчетов огнеупоров и технологии футеровки гарантирует длительную и беспрерывную работу доменной печи.
Все статьи