Футеровка кислородного конвертера

Футеровка конвертера

Отличительная особенность кислородно-конвертерного способа выплавки стали – высокая скорость производства и сопутствующие этому сильные колебания температуры. В конвертере при нагревании выше 1600С плавится чугун, металлолом и шихта. Такие агрегаты нуждаются в футеровке, обеспечивающей теплоизоляцию, защиту от химического и механического воздействия.

Назначение футеровки конвертера

Кислородный конвертер сваривают из листовой стали, а внутри обкладывают огнеупорным и теплоизоляционным материалом. Это и есть футеровка. Она должна выдерживать:

  • удары шихты при загрузке;
  • трение расплавленного металла и шлака при вращении конвертера;
  • коррозионное влияние расплава, пыли, газов;
  • термическое воздействие, в том числе неравномерный разогрев, приводящий к образованию трещин.

Воздействие на верхний слой футеровки настолько сильные, что ее приходится периодически ремонтировать. В зависимости от качества огнеупоров, состава шихты и режима работы конвертера она выдерживает 400-900 плавок. Для ускорения ремонта некоторые агрегаты делают со съемным днищем.

Материалы для футеровки кислородного конвертера

Оказалось, что наиболее пригодны для облицовки кислородного конвертера необожженные материалы на основе доломита (CaO, MgO) и каменноугольной смолы или пека – смолодоломит и более дорогой смолодоломитомагнезит. Реже применяют смоломагнезит. Иногда кладку делают из смолодоломита, выдержанного при температуре до 800 ℃.

Высокими огнеупорными свойствами обладают периклазоуглеродистые материалы – минералы периклаз (оксид магния) и графит с добавлением углеродистой связки. Их формуют под давлением не менее 100 МПа. Углеродная составляющая препятствует проникновению шлаков в огнеупор. Графит увеличивает термостойкость и шлакоустойчивость. Чтобы он не окислялся, в состав вводят порошки кремния, магния, алюминия и другие добавки, принимающие удар на себя – они быстрее окисляются, уплотняя структуру, делая ее газонепроницаемой.

Разработаны технологии с использованием спеченного и плавленого периклаза. Огнеупоры из плавленого материала более стойки к коррозии.

Неравномерный износ

Надо учитывать, что разные части конвертера подвергаются воздействиям разного вида и силы. Больше всего изнашиваются:

  • зона контакта со скрапом (ломом) и чугуном в процессе загрузки;
  • горловина;
  • область цапф;
  • днище;
  • блок для слива стали (летка);
  • шлаковый пояс.

В связи с этим применяют зонную дифференцированную футеровку, позволяющую увеличить количество плавок минимум на 50, и сэкономить средства на строительство и ремонт конвертера. Она предполагает использование материалов разного химического состава и размера.

Футеровка сталевыпускного отверстия изнашивается наиболее быстро. Температура в ней при выпуске плавки повышается от 400 до 1800 ℃. К этому прибавляется абразивное воздействие шлака и металла. С такими нагрузками могут справиться периклазоуглеродистые огнеупоры из крупнокристаллического магнезита с добавлением чистого графита, смол и устойчивых к окислению добавок.

Основные этапы футеровки

Конструкция футеровки включает в себя два основных слоя:

  • рабочий, толщиной 500-800 мм. Он подвергается наибольшей нагрузке, контактирует с расплавом, нуждается в регулярной замене;
  • нижний арматурный. Защищает корпус конвертера в случае прогара верхнего и обеспечивает дополнительную теплоизоляцию. Его толщина 110-250 мм.

Для выравнивания применяют промежуточную обмазку (50-100 мм) из периклазового или периклазо-хромитового порошка и препарированной смолы из каменноугольного пека. Если в конвертере отъемное днище, то стык между ним и стенками заполняют такой же массой.

На корпус конвертера укладывают асбест, затем арматуру из обожженного периклазового (магнезитового), периклазохромитового или хромопериклазового кирпича.

Рабочий слой делают из необожженного огнеупора – смолодоломита или смолодоломитомагнезита, но начиная с конца 90-х годов для этих целей используют преимущественно периклазоуглеродистые формованные изделия. После засыпают в конвертер кокс и сжигают при подаче кислорода. Требуется достигнуть температуры в 1100 ℃, при которой произойдет коксование содержащейся в кирпичах смолы с образованием прочного остатка.

Могут использовать эти же материалы, подвергнутые термической обработке. Существует технология кладки кирпичами из обожженного, иногда пропитанного смолой магнезита и доломитомагнезита. На каждом производстве индивидуально подходят к выбору огнеупоров для футеровки, учитывая их доступность, цену, прочность и многие другие параметры.

Оставить заявку на проведение работ