Способ защиты футеровкируднотермической печи

Способ защиты футеровкируднотермической печи

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистичвских

Республик

Оп ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 0904,79 (21) 2748975/22-02 (51) )(л 3 с присоединением заявки Йо

С 21 С 7/00

Государственный комитет

СССР но делам изобретений н открытий (23) Приоритет (53) УД)(669. 168 (088.8) Опубликовано 230181. Бюллетень No 3

Дата опубликования описания 230181 (72) Авторы изобретения

A,Ä.Ãëóøêîâà, В.T.Èâàøèííèêîâ, А.С.Зубов, Б.A.Êàëóãèí, Н.М.Бурков, М.A,Ðûññ, В.П.Зайко и A-.Â.Îñòðoãîðñêèé (71) Заявитель

Челябинское абразивное производственное объединение (54) СПОСОБ ЗАЩИТЫ ФУТЕРОВКИ РУДНОТЕРМИЧЕСК

ПЕЧИ

Цель достигается тем, что в окис- ный расплав вводят окислы нитродообразующих элементов, обеспечивающих получение нитродообразующих элементов в количестве 3,5-6% от веса проплавленной шихты при перегреве металла на 300-500о выше его температу25 ры плавления, а азот пбд давлением подают в футеровку печи с внешней стороны в период 0,5-0,8 продолжительности плавки в количестве 15200 м /ч на каждый процент нитродообразующего элемента.

Однако применительно к плавке бокситовых руд способ имеет следующие недостатки: при введении охлаждающих реагентов происходит снижение температуры шлакового расплава, что затрудняет выпуск его из печи, охлаждающие реагенты, введенные в шлак, изменяют его химический сос- тав и насыщают его углеродом и азо-. том, металлический расплав проникает в поры футеровки, и при циклическом

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к восстановительной плавке в руднотермических печах, в частности к способам затциты футеровки ванны руднотермической печи при плавке бокситовых руд.

При плавке бокситовых руд с получением электрокорунда и ферросплава происходит разрушение футеровки за счет проникновения ферросплава s нижние слои огнеупорной кладки.

Известен способ защиты огнеупоров в металлургических агрегатах путем введения в расплав охлаждающих газообразных агентов поблизости от мест с локальным разрушением f1) . температурном режиме происходит изменение объема металла, а следовательно и увеличение трещин. При повторном нагреве расплава металл расплавляется вновь и проникает в увеличивающиеся трещины. В результате такого воздействия футеровка разрушается,и металл проникает на большую глубину, высокий расход газообразных агентов, обусловленный необходимостью охлаждать расплав до твердого состояния.

Цель изобретения - уменьшение глубины проникновения жидкого металла в футеровку.

798183

40 размер пор и трещин в кладке составляет 1-3 мм. В этом случае необходим повышенный расход газообразного азота (до 200 м /час, поскольку объем проникающего в поры и трещины металла увеличивается.

Во время плавки в период 0,5-0,8 от продолжительности плавки электро,корунда в печи скапливается максимальное количество металла, который

Ф именно в это время перегревается до максимальных температур (17001800 С), поскольку расплав электрокорунда имеет минимальную электро55 бО

Способ осуществляют следующим образом.

В руднотермическую печь загружают твердые компоненты агломерированный боксит и антрацит. Шихта, приготовленная из этих компонентов, содержит

59-60% А К Об .

Проплавлением шихты в ванне печи получают расплав корунда и металлический расплав железа, насыщенного углеродом. Цля этого в состав шихты вводят углеродистый восстановитель, с избытком на 8-15Ъ превышающим " стехнометрическое соотношение в реакции восстановления окислов железа углеродом; нитродообразующие элементы вводят в расплав в виде окислов.

Затем металлический расплав перегревают на 300-500 и восстанавливают нитрюдообразующие элементы (Ti, A g) в количестве 3,5-6% от веса проплавленной шихты.

При восстановлении расплава получают 2-4% алюминия и 3-54Т . Ввиду разности удельных весов оксидный расплав электрокорунда находится над расплавом металла.

Температура оксидного расплава достигает 2.100бС, что приводит к перегреву металла. Металл, контактируя с магнезитовой кладкой проникает в трещины футеровки и заполняет их.

В период 0,5-0,8 продолжительности плавки в футеровку подают азот. Подачу газа под давлением 0,5-4,0 атм осуществляют через главный коллектор, расположенный на кожухе печи, по

8-10 патрубкам, заделанным в кладку на 1/3 толщины стены. Расход азота

15 200 м /час на каждый процент нитридообразующего элемента..

Принятый интервал давления и расходов газообразного азота обусловлен качеством кладки ванны печи.

При кладке ванны печи калиброванным кирпичем поры в футеровке печи минимальные, порядка 0,1-0,2 мм, для такого качества кладки необходимы повышенные давления газообразного азота и минимальные его количества, поскольку объем проникающего в кладку расплава металла незначителен.

При выполнении кладки некалиброванным кирпичем, а также при использовании кладки, бывшей в эксплуатации проводность, и в этот момент времени происходит максимальное выделение тепла в слое расплавленного металла.

Газ целесообразно подавать в этот период максимального нагрева футеровки. Проходя по трещинам и порам магнезитовой кладки, газ подходит к зоне прометалленой футеровки. Азот, реагируя с нитридообразующими элементами АР и Ti, образует тугоплавкие нитриды AEN Тiй с температурой плавления 2200-3000 С, которые образуют твердую фазу и закупоривают трещины. Проникновение жидкого металла в кладку прекращается.

Если металл перегревать ниже, чем на 300О, температуры плавления, то восстановленные нитридообразующие элементы окисляются и переходят в окисный расплав, что снижает эффект защиты футеровки печи.

При перегреве металла более, чем на 500 выше температуры плавления, О футеровка интенсивно разрушается с образованием значительных вымоин.

При уменьшении количества нитридообразующих, менее 3,5% от веса проплавленной шихты нитридом, образуется недостаточное количество .и футеровка не защищается от дальнейшего просачивания металла. Если количество нитродообразующих элементов более 6,03, то для их восстановления требуется повышенный расход электроэнергии, что сопровождается разрушением гарнисажа на стенках печи.

Пример. В электропечь мощностью 10500 ква загрузили 35 т бокситового агломерата, содержащего

61% АК20, 0,35% СЭО, 0,23 МпО, 18% FegOg, 10% Fep О 1% Н20, 63 Si02, С вЂ” 0,5% с последующей подаихтовкой на расплав Т!0 на 3,5, 4,7 и 6 03/ и провели восстановление окислов углеродом антрацита. Получили 22 т расплава электрокорунда и 8 т ферросплава.

Выпуск ферросплава произвели через три выпуска корунда. В период

0,5-0,8 от продолжительности плавки перед выпуском ферросплава в футеровку подавался газообразный азот.

Подача азота осуществлялась через кольцевой коллектор, расположенный на кожухе печи на уровне 1,5 м от подового листа; по 10-ти патрубкам диаметром 16 мм, расположенным радиально и эаглубленным в футеровку на 300 мм. Расход газа 15-200 м /час на процент нитридообразующего элемента. Проход газа в,зону контакта металл-корунд осуществлялся по порам и трещинам футеровки.

Результаты применения предлагаемого способа приведены в таблице, из которой следует, что срок службы

798183

Результаты применения предлагаемого способа защиты футеровки руднотермической печи

Глубина проникновения металла в футеровку, мм

CToAKocTb футеровкьи. год

Количество азота на процент нитродообразующего элемента, м /час

99 компании

Количество восстановленных нитридообразующих элементов от веса шихты,%

Температу-: ра перегрева металлического расплава, С

Время подачи азо.та, часть от продолжительности плавки

4,2

450

0 5

300

3,5

1-00

4,7

4,5

0,7

100

400

4,3

0,8

480

200

6,0

500

Формула изобретения

Составитель О.Веретенников

Техред Ж.Кастелевич Корректор О.Ковинская

Редактор А.Судын

Заказ 9953/31 Тираж629. Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 магнезитовой кладки печи увеличивается до 4,2-4,5 лет. Аварийных прорывов расплава не было.

При разборке ванны печи на ка-:. питальный ремонт оказалось, что прометалленый слой не доходил до наружСпособ защиты футеровки руднотер- мической печи, включающий проплавление окисного расплава, углетермическое восстановление металлов, подачу газообразных реагентов в объем расплава, выпуск металла и расплава, отличающийся тем, что, с целью уменьшения глубины проникновения жидкого металла в футеровку печи, в окисный расплав вводят окислы нитридообразующих элементов, обеспечивающих получение нитридообразующих ной поверхности футеровки на 400 мм, т.е. на глубину заделки подводящих патрубков. При обычной работе срок службы футеровки сокращается из-за разрушения кирпичной кладки перегретым металлическим расплавом. элементов в количестве 3,5-6В от веса проплавленной шихты, перегревают

Я металл на 300-500© выше его температуры плавления, а азот под давлением подают в футеровку печи с внешней стороны в период 0,5-0,8 продолжительности плавки в количестве 15 у 200 м®/ч на каждый процент нитридообразующего элемента.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе.

1. Патент Франции Р 2262697, 40 кл. С 21 С 5/48, 1974 °