Футеровка ванны электропечи

Футеровка ванны электропечи

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ФУТЕРОВКА ВАННЫ ЭЛЕКТРОПЕ- 'ЧИ, включающая подину, боковые сте- ;ны из огнеупорных блоков, заключенные в металлический охлаяздаемый кожух, слой огнеупорной зарыпки или массы нелпу кожухом и блоками, отличающаяся тем, что, с целью повышения срока службы футеровки и увеличения производительнойти электропечи, подина и часть боковых стен на высоту от подины 0,1-0,9 диаметра электрода выполнены из угольных блоков толщиной 0,9-1,5 диаметра электрода, а боковые стены н^ угольнь»га блоками выполнены из 1'рафитированных блоков с теплопроводностью 15-60 ккал/м*ч град, на высоту 0,6-2,2 диаметра электрода, причем сумма тепловых сопротивлений блоков и слоя засыпки или массы в этой зоне составляет от 0,03 до 0,09 м^ч. град/ккал.VO^ii'^СХ)о со Од

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

l (19) 0 Ц

+(si) F 27 D 1/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н автаеснамм саидатиъстеи

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССОР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 2760598/22-02 (22) 03.05.79 (46) 23.02.85 Бюл. У 7 (72) В.P Êåëëåð, В.Д.Линев, С.Г.Митцев, М.Ç.Живов, Б.Б.Пельц, А.Н.Попов, В.Л.Розенберг, А.Е.Бурочкин, Ю.А.Романенков и Б.П.Оннщин (71) Государственный проектный и научно-исследовательский институт

"Гипроникель" и Побужский никелиевый завод (53) 621.745.35(088.8) (56) 1. Информация ЦНИИЧермета "Футеровки ферросплавных печей", сер. 5, вып. 2. 1976.

i (54) (57) ФУТЕРОВКА ВАННЫ ЭЛЕКТРОПЕ ЧИ-, включающая подину, боковые сте;ны из огнеупорных блоков, заключенные в металлический охлаждаемый коаух,. слой огнеупорной засыпки или массы мещду кожухом и блоками, отличающаяся тем, что, с целью повыщения срока службы футеровки и увеличения производительности электропечи, подина и часть боковых стен на высоту от подины

0 1-0,9 диаметра электрода выполне ны из угольных блоков толщиной

0,9-1,5 диаметра электрода, а боковые стены над угольными блоками вы полнены из графитированных блоков с теплопроводностью 15-60 ккал/м.ч град, Ф на высоту 0,6-2,2 диаметра электрода, причем сумма тепловых сопротивлений З блоков и слоя засыпки нли массы в этой зоне составляет от 0,03 до 0,09 м ч. град/ккал.

803600

Изобретение относится к печестроению для металлургии, в частности, к оборудованию электротермического производства ферроникеля и медно-никелевых штейнов из медных и никеле- 5 вых руд и концентратов, а также обеднения конвертерных шлаков.

Известна футеровка электропечей для выплавки ферромарганца, ферроси- лиция, подина и боковые стены которой выполнены из .угольных блоков, а пространство между блоками и охлащцаемым снаружи герметичным кожу- хом заполнено углеродистой массой„ а также огнеупорным кирпичом и за- 15 сечкой Г13.

Вследствие сильного коррозионного воздействия шлаков никелевого и медно-никелевого производства на углеродистые огнеупоры футеровка из 20 угольных блоков может работать только при условии, что на ее внутренней поверхности путем интенсивного охлажцения воздуха намораживается,слой защитного гарниссажа. Обычно для 25 устойчивой работы агрегата необходим слой гарниссажа толщиной 3520 мм.

Практика эксплуатации известной футеровки из угольных блоков в элект-30 ропечах для выплавки ферроникеля показала, что испопьзование такой футеровки дает удовлетворительные результаты только в зоне относительно спокойной металлической ванны, т.е. до уровня отверстий для выпуска металла и на подине, где тепловые нагрузки на футеровку невелики. В зоне же шлакового расплава вследствие высокого .теплового сопро- 4О тивления футеровки слой гарниссажа перестает эффективно защищать футеровку уже-при удельных мощностях печи 300-320 кВА/м и срок службы футеровки при дальнейшем повышении удельной мощности резко падает, что приводит также к снижению производительности печи.

Кроме того, непрерывный износ футеровки в течение периода ее эксплуа-50 тации в зоне шлакового расплава приводит к снижению ее механической прочности, что может вызывать обрушивание вьппележащих слоев огнеупорной кладки. 55

Целью изобретения является повышение срока службы футеровкн и производительности электропечи.

Цель достигается тем, что в известной футеровке ванны электропечи, включающей подину, боковые стенки, выполненные нз огнеупорных блоков, заключенные в металлический кожух, слой огнеупорной засыпки между кожухом и блоками, подина и часть боковых стен ванны на высоту от подины 0,3-0,9 диаметра электрода выполнены из угольных блоков толщиной

0,9-1,5 диаметра электрода, а боковые стены над угольными блоками выполнены из блоков с теплопроводностью 15-60 ккал/м ч.град например из графитированных, на высоту

0,6-2,2 диаметра электрода, причем сумма тепловых сопротивлений блоков и слоя засыпки или массы в этой зоне, определяющая соотношение толщины блоков и засыпки сосУ тавляет от 0,03 до 0,09 м.ч град/ккал.

Выше высокотеплопроводных блоков до свода футеровка выполняется из известных огнеупорных материалов, обычно из шамота.

Для существующих электропечей, в зависимости от технологии и мощ- ности высота слоя металлической фазы составляет 0,3-0,9 диаметра электрода. Поэтому подину и боковые. стены до этой высоты целесообразно выполнять из относительно дешевых и малотеплопроводных угольных блоков, толщина которых в пределах 0,91,5 диаметра электрода обеспечивает достаточную прочность и теплоизоляцию футеровки в зоне металлической ванны.

Оценка толщины угольных блоков и высоты их расположения выбрана в зависимости от.диаметра электродов в соотвествии с современными методами расчета параметров электропечей,. где взаимосвязь между диаметром электрода и мощностью печи определяется уравнением: д

ЗХЧ где д — диаметр электрода

Ро — активная мощность печи, — параметр, характеризующий электрическое сопротивление ванны, которое является функцией физикохимических свойств расплава в зависимости от геометрии ванны печи. ОЗ600 4

Таким образом, диаметр электрода служит связующим фактором между выделяемой мощностью печи и геометрией ее ванны.

Использование в шлаковой зоне ванны над угольными блоками высокотеплопроводных блоков, толщина кото. рых и слоя засыпки (или массы) в этой. зоне подбирается из условия обеспечения достаточного для Образо- 10 ,вания слоя гарниссажа теплового сопротивления 0,03-0,9 м чрград/ккал, определяет главное условие достижения поставленной цели.

ВысОта этогО конструктивного 1$ элемента определяется высотой щлако" ного расплава, которая в зависимости от технологии и мощности, составляет 0,6-2,2 диаметра электрода.

Выбор параметров основан на 20 результатах экспериментальных исследований на полупромышпенной печи

РК3-4,5 и на расчетах на ЭВМ М-22. температурных полей в ванне, тепловых потоков и толщины гарниссажа на 2S ее стенках.

В ходе экспериментов испытывали футеровки из материалов различной теплопроводности и толщины. Между блоками и кожухом пространство запол»З0 ияли различными огнеупорными засыпками или углеродистой массой. Кожух охлаждали по наружной поверхности водой. Эксперименты проведены,при удельных мощностях агрегата 140175 кВА/м2,-а расчеты - до удельной мощности 300 кВА/м.

Результаты исследований показывают, что при теплопроводности бло, ков менее 15 ккал/м.ч.град, а также при суммарном тепловом сопротивле нии блоков и засыпки нли массы в . ,шлаковой зоне выше 0,09 м,ч .град/ккал, независимо от интенсивности водя: ного охлаждения, температура на внутренней поверхности футеровки превышает температуру плавления шлакового расплава и гарниссажа не образуется. Это объясняется тем, что вследствие высокого теплового сопротивления и низкой теплопроводности блоков, внешнее охлаждение водой не эффективно.

При теплопроводности блоков выше 60 ккал/м.ч.град или при сум- . у марном тепловом сопротивлении бло;ков и слоя засыпки нли массы ме : нее 0,03 м ч град/ккал .имеет место, интенсивное охлаждение внутренней поверхности футеровки и слой гарниссажа оказывается настолько большим, что наблюдается зарастание выпускных отверстий для выпуска шлака и нарушается нормальный ход технологической операции периодического слива шлака из ванны. Кроме того, вследствие ббразования гарниссажа большой толщины объем плавильного пространства печи уменьшается настолько, что снижается производительность агрегата.

Только при соблюдении перечисленных условий выбора конструкции футеровки имеет место устойчивая работа печи при наличии на всей поверхности стенок ванны печи гарнисажа толщиной не менее 10 мм.

На чертеже изображена футеровка ванны промышленной электропечи мощностью 48 кВА для выплавки ферроникеля с электродами диаметром

120 мм, поперечный разрез.

Ванна агрегата включает футеровку, заключенную в металлический, кожух 1, орошаемый с наружной .поверхности водой. Зазор между кожухом и поверхностью футеровки толщиной О 100 мм заполнен уг2 леродистой мессой 2 с теплопровод- ностью Ъ = 3 ккал/м ч град футеров- ка подины агрегата и его стен до уровня „ 600 мм {0,5 диаметра . электрода), соответствующему высоте металлической ванны, выполнена из угольных блоков 3 толциной d

1600 ны (1,33 Лнаыатра влактрона) с теплопроводностью 5 ккал/мычу град.

В боковых угольных блоках имеются

: отверстия 4 для выпуска металла.

Над угольными блоками боковые стены на высОту шпаковой зОны 1800 мм (1,5 диаметра электрода) выполнены иэ графитированных блоков 5 толщиной д„ 550 мм с теплопроводностью

"„= 25 ккал/м.ч град. В этих блоках имеются шпуры 6 для выпуска шлака. Толщина графитированных блоков и слоя углеродистой массы выбраны из усло.вия, чтобы сумма их тепловых сопротив1лений †>- + - - = 0,55м.ч,град/ккал

01 055 2

3 25 соответствовала примерно середине диапазона, предлагаемого в изобретении.

Выше графитированных блоков доуровня свода футеровка толщиной

803600

Редактор С.Титова

Корректор A.Ильин

Техред Т.Иаточка

Подписное

Тираж 570

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 548/3

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

550 мм выполнена из шамотного кирпича 7.

После завершения футеровочных работ производится загрузка материалов в количестве 15 т и осуществляется разогрев агрегата при мощности 5 ИВт в течение 72 ч.

При достижении температуры внуто реиней поверхности футеровки 950 С производится постепенное повышение мощности до 15 ИВт в течение 48 ч с загрузкой шихты, восстановителя и-.флюсов в количестве 2000 т. Дапее осуществляется нормальный режим переработки окисленных никелевых руд на черновой ферроникель. Агрегат устойчиво работает при удельной производительности 240 кВА/м, при этом благодаря соблюдению условий выбора конструкции футеровки обеспечивается защита внутренней ее поверхности слоем гарнисажа толщиной не менее 20 мм.

Применение предлагаемой футеровки позволяет снизить скорость износа футеровки в 3-5 раз и на 30-40Х повысить производительность агрегаЭ4 та по сравнению с известной футеровкой.