Огнеупорная футеровка доменной печи

Публикация: 20.12.2022
Время чтения: 8 мин.
Просмотров: 42

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

  1. Общее описание доменной печи
  2. Футеровка доменной печи по зонам
    1. Лещадь
    2. Горн
    3. Заплечики
    4. Шахта и распар
    5. Колошник
    6. Фундамент, кожух и холодильник
  3. 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
1,0

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