Умови служби футеровки сталерозливних ковшів і вимоги, пропоновані до вогнетривких матеріалів

Шрифт:
38

https://doi.org/

Met. litʹe Ukr., 2021, Tom 29, №3, P. 21-27

П.А. Плохіх1 , канд. техн. наук, доцент, e-mail: plokhikh_p_a@pstu.edu, https://orcid.org/0000-0002-5703-2105

М.А. Вожол2 , провідний інженер відділу вогнетривів та теплотехніки, e-mail: nik.tayger@gmail.com

Ю.В. Хавалиць1 , наук. співр., e-mail: uliya1981havalic@gmail.com

П.А. Плохіх2 , майстер киснево-конвертерного цеху, e-mail: plokhikh1774@gmail.com

1 ДВНЗ «Приазовський державний технічний університет» (Маріуполь, Україна)

2 Приватне акціонерне товариство «Металургійний комбінат «Азовсталь» (Маріуполь, Україна)

 

Надійшла 24.06.2021 

УДК 669.184.125.2:666.762

В останні десятиріччя у вітчизняній та закордонній металургії розвиваються прогресивні нові напрями позапічної обробки сталі в ковшах (ковшова металургія) та безперервне розливання на машинах безперервного лиття заготовок, що забезпечує високий рівень якості сталі. Ковшова металургія включає способи продувки сталі інертними газами, порошками, вакуумування, дегазації, десульфурації, видалення вуглецю, дефосфорацію, розкислення, а також легування. Крім того, широко використовують процеси вакуумно-кисневого рафінування, азотно-кисневого зневуглецювання, вакуумно-дугового переплаву, електрошлакового переплаву, циркуляційного вакуумування. Всі ці операції проводять в спеціальних агрегатах комплексної обробки сталі. Впровадження ковшової металургії перетворює сталерозливні ковші в реактори, які служать не тільки для транспортування та розливання сталі, але і для освоєння нових технологій, включаючи рафінування, легування, розкислення, дегазацію і отримання високоякісних сталей з заданими спеціальними властивостями. В ковшах-реакторах змінюються умови служби вогнетривкої футеровки, збільшується тривалість перебування металу в ковші з урахуванням часу його вторинної позапічної обробки, виникає необхідність підвищення температури сталі під час випуску із сталеплавильного агрегата або за рахунок підігріву в ковші. Все це, безумовно, впливає на знос футеровки та сприяє зниженню стійкості, тому вимоги до складу, якості ковшових вогнетривів зростають. З урахуванням хімічного складу сталей, способів вторинної обробки вибирають вогнетриви та види футеровки. У виборі ковшових вогнетривів переважають загальні тенденції використання основних, нейтральних, безкисневих та композиційних матеріалів. Особливо широко використовують більш стійкі периклазові, високоглиноземисті вогнетриви та їх модифікації. Застосування периклазовапняних, вапняковопериклазових (доломітових) вогнетривів дозволяє знизити економічні витрати при підвищенні зносостійкості в 1,5 рази. Використання периклазовуглецевих виробів в ковшах для машин безперервного лиття заготовок дозволяє підвищити стійкість футеровки до 50–100 наливів та знизити питомі витрати вогнетривів до 4–5 кг/т сталі. До вогнетривів нового покоління відносять синтез-системи на базі оксидів, оксидно-безкисневих та безкисневих матеріалів. Вогнетривкі системи MgO-CaO-ZrO2-Al2O3-C включають периклазні (MgO), периклазовапнякові (MgO-CaO), вапняковопериклазні (CaO-MgO), периклазовапняковоцирконієві (MgO-CaO-ZrO2), вапняні (СаО), шпінельні (74 % Al2O3, 23 % СаО), периклазошпінельні (MgO-Al2O3), шпінель-корундові (Al2O3-MgO-С) з добавками легуючого вуглецю або без вуглецю (графіту), периклазовуглецеві (MgO-С), периклазошпінельвуглецеві (MgO-Al2O3-С) та ін. В ковшовій металургії їх застосування розширюється, але з урахуванням порівняно високої вартості поки що вказані вогнетриви використовують в якості добавок, як зв'язок в окремих елементах конструкції, покриттях, обмазках, пропитках. Відповідно до умов служби до ковшових вогнетривів пред'являють високі вимоги за теплофізичними властивостями. Вогнетриви для робочого шару футеровки повинні володіти високими температурами вогнетривкості, розм’якшення під навантаженням, мати достатньо міцнісні характеристики при високій температурі. Бути щільними, термостійкими, шлакоутримуючими, володіти максимальною усадкою, постійністю об’єму, точністю розмірів. В зв’язку з різноманітними умовами служби та багатьма вимогами до вибору ковшового припасу підходять диференційовано з урахуванням властивостей вогнетривів, особливостей конструкції та призначення ковша

З урахуванням всього вищесказаного, в конвертерному цеху ПрАТ «МК «Азовсталь» розроблено ряд заходів, які дозволили підвищити експлуатаційні характеристики та стійкість футеровки сталерозливних ковшів, знизити витрати на вогнетривкі матеріали на 7,7 % та отримати значний економічний ефект.

Ключові слова: вогнетрив, позапічна обробка, сталерозливний ківш, стійкість, розливання

Література

1. Патон Б.Е. Мировые тенденции развития сталеплавильного производства в XXI веке. Труды Международной конференции «Черная металлургия России и стран СНГ в XXI веке». М.: Металлургия. 1994. Т.

2. С. 160–165. 2. Лякишев Н.П. Некоторые тенденции в развитии сталеплавильного производства. Труды I конгресса сталеплавильщиков. М.: АО «Черметинформация», 1993. С. 12–14.

3. Мельник С.Г., Носоченко О.В., Харахулах В.С. и др. Внепечная обработка конвертерной стали. Сталь. 1993. № 7. С. 22–26.

4. Мельник С.Г., Носоченко О.В., Брызгунов К.А. и др. Комплексная внепечная обработка стали, выплавляемой в большегрузных конвертерах. I Конгресс сталеплавильщиков: Сб. трудов. М.: АО «Черметинформация», 1993. С. 198–200.

5. Найдек В.П. Повышение эффективности металлургических технологий внепечной обработки металлургических расплавов. Материалы международной н.-т. конференции «Производство стали в XXI веке. Прогноз, процессы, технология, экология». К.: КПИ, 2000. С. 16–25.

6. Карклит А.К., Орлов В.А., Соколов А.Н. Огнеупоры для вакуумных металлургических агрегатов. М.: Металлургия, 1982. 144 с.

7. Очагова И.Г. Периклазоуглеродистые огнеупоры для футеровки кислородных конвертеров, дуговых печей и агрегатов внепечной обработки стали / И.Г. Очагова (реферат). Новости черной металлургии за рубежом. 1995. № 1. С. 137–149.

8. Великин Б.А. Карклит А.К., Колпаков С.В. и др. Футеровка сталеразливочных ковшей. М.: Металлургия, 1990. 248 с.

9. Рябов В.В., Чалышев Г.С., Чумарин Б.А. Эффективность применения известковопериклазовых огнеупоров в футеровке сталеразливочных ковшей. Труды IV конгресса сталеплавильщиков. Москва, 7–10 октября 1996.

10. Нагорный А.П. и др. Применение безобжиговых периклазоуглеродистых изделий в элементах футеровки 350-тонных сталеразливочных ковшей. Огнеупоры и техническая керамика. 1998. № 2. С. 37–39.

11. Стариков В.С., Темлянцев М.В., Стариков В.В. Огнеупоры и футеровка в ковшевой металлургии. Учебное пособие для вузов. М.: МИСИМ, 2003. 328 с.