RU2055045C1

RU2055045C1 - Gunited mix for flame guniting of metallurgical installations

Info

Publication number: RU2055045C1
Authority: RU
Inventors: А.И. Агарышев; С.М. Чумаков; Н.П. Чернова; В.А. Брейдо; А.А. Синяков; А.Н. Максимова; Л.Н. Канаплин; Ю.В. Луканин
Original assignee: Череповецкий металлургический комбинат
Priority date: 1992-08-27
Filing date: 1992-08-27
Publication date: 1996-02-27

Abstract

FIELD: repairs of metallurgical installations. SUBSTANCE: gunited mix contains, wt. -%: mullite-corundum powder, 65-80; coke, 15-30; fly ash of heating and power stations, 5-20. Characteristics: mix utilization factor, 0.85-0.96; cleavage strength, 8.1-9.0 H/sq.mm, stability in bucket, 8-9 heats. EFFECT: improved composition. 2 tbl

Description

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к технологии ремонта футеровок металлургических агрегатов методом факельного торкретирования. The invention relates to ferrous metallurgy, in particular to a technology for repairing the linings of metallurgical aggregates by torch spraying.

Известны торкрет-смеси, включающие огнеупорный порошок, углеродсодержащее топливо и добавку, которая, плавясь в топливно-кислородном факеле, обеспечивает приваривание огнеупорного порошка к футеровке. К таким торкрет-смесям относятся: торкрет-смесь, включающая известь, 5-10 мас. доменного шлака и 20-30 мас. кокса [1]
К недостаткам таким смесей относятся: ползание покрытия вследствие образования в промежуточном слое между покрытием и футеровкой соединений типа геленита, анортита, кордиерита и сапфирина, температуры плавлений которых близки к температурам работы агрегатов; высокая пористость покрытия вследствие низких температур формирования покрытия; скол покрытий из-за разницы коэффициентов термического расширения и, следовательно, низкая стойкость покрытия.Shotcrete mixtures are known, including refractory powder, carbon-containing fuel, and an additive that, when melted in an oxygen-fuel torch, provides welding of the refractory powder to the lining. Such shotcrete mixtures include: shotcrete mixture, including lime, 5-10 wt. blast furnace slag and 20-30 wt. coke [1]
The disadvantages of such mixtures include: creep of the coating due to the formation in the intermediate layer between the coating and lining of compounds such as gelenite, anorthite, cordierite and sapphirin, the melting points of which are close to the operating temperatures of the aggregates; high porosity of the coating due to low coating formation temperatures; cleavage of coatings due to the difference in thermal expansion coefficients and, consequently, low resistance of the coating.

Наиболее близким к изобретению техническим решением является торкрет-смесь, мас. кокс 20-30, ставролитовый концентрат 5-10; известь остальное [2]
Недостатками данной смеси являются следующие. Во-первых, нанесение на алюмосиликатную футеровку известковых торкрет-смесей, содержащих более 50% свободной извести в высокотемпературном факеле, приводит к образованию алюмосиликатов кальция типа анортита и геленита с температурой плавления около 1500^оС, что недопустимо по условиям работы агрегатов. Образование этих фаз в промежуточном слое приводит к оползанию покрытия с футеровки. Во-вторых, температура алюмосиликатных футеровок существенно ниже температуры основных футеровок метагрегатов, вследствие чего образованное покрытие плохо спекается и имеет высокую пористость, а следовательно, низкие эксплуатационные свойства. Таким образом, стойкость основного покрытия, нанесенного на алюмосиликатные футеровки, значительно ниже, чем того же покрытия, нанесенного на основную футеровку. В-третьих, за счет разницы коэффициентов термического расширения известковых и алюмосиликатных материалов адгезия покрытия низкая и наблюдаются частичные сколы покрытия при термоударах, например наливе расплавленного металла в ковш.Closest to the invention, the technical solution is a shotcrete mixture, wt. coke 20-30, staurolite concentrate 5-10; lime rest [2]
The disadvantages of this mixture are as follows. Firstly, coating the lime aluminosilicate lining gunning mixtures containing more than 50% of free lime in a high temperature torch, leads to the formation of calcium type anorthite and gehlenite aluminosilicates having a melting point of about 1500 ^{° C,} which is unacceptable for operational reasons aggregates. The formation of these phases in the intermediate layer leads to the creep of the coating from the lining. Secondly, the temperature of aluminosilicate linings is significantly lower than the temperature of the main linings of metaggregates, as a result of which the formed coating is poorly sintered and has high porosity, and therefore, low operational properties. Thus, the durability of the main coating deposited on aluminosilicate linings is significantly lower than the same coating applied to the main liner. Thirdly, due to the difference in the coefficients of thermal expansion of calcareous and aluminosilicate materials, the adhesion of the coating is low and partial chips of the coating are observed during thermal shock, for example, when molten metal is poured into a ladle.

Таким образом, задача повышения стойкости покрытий, повышения адгезии покрытий и коэффициента использования торкрет-смеси остается актуальной. Thus, the task of increasing the resistance of coatings, improving the adhesion of coatings and the utilization rate of the shotcrete mixture remains relevant.

Это решается тем, что торкрет-смесь для факельного торкретирования металлургических агрегатов, включающая глиноземсодержащий компонент и кокс, в качестве глиноземсодержащего компонента содержит муллитокорундовый порошок и дополнительно золу-унос ТЭЦ при следующем соотношении компонентов, мас. муллитокорундовый порошок 65-80 кокс 15-30 зола-унос ТЭЦ 5-20
В качестве муллитокорундового порошка используют молотый лом муллитокорундовых изделий, молотые муллитокорундовые заполнители для бетонных изделий, масс, смесей, покрытий и мертелей.This is solved by the fact that the shotcrete mixture for the flare gunning of metallurgical aggregates, including an alumina-containing component and coke, contains as an alumina-containing component mullite-corundum powder and additionally fly ash of the thermal power station in the following ratio of components, wt. mullite-corundum powder 65-80 coke 15-30 ash fly ash TPP 5-20
As mullite-corundum powder, ground mullite-corundum scrap is used, ground mullite-corundum aggregates for concrete products, masses, mixtures, coatings and mortars.

Зола-унос ТЭЦ является отходом сжигания кокса и имеет следующий состав, мас. SiО₂ 52,8-56,2; Аl₂О₃ 14,8-19,0; Fе₂О₃ 5,3-6,2; СаО 3,7-4,9; МgО 1,9-2,8; R₂О 3,0-3,5; С_своб; 12,06-13,1. Низкая температура плавления золы-уноса ТЭЦ, высокая дисперсность (95% менее 0,1 мм) обеспечивают образование жидкой фазы при торкретировании. Наличие свободного углерода в зоне-уносе ТЭЦ снижает расход топлива, необходимого для получения жидкой фазы.Fly ash CHP is a waste of coke burning and has the following composition, wt. SiO ₂ 52.8-56.2; Al ₂ O ₃ 14.8-19.0; Fe ₂ O ₃ 5.3-6.2; CaO 3.7-4.9; MgO 1.9-2.8; R ₂ About 3.0-3.5; With _freedom ; 12.06-13.1. The low melting temperature of the fly ash of the thermal power station, high dispersion (95% less than 0.1 mm) provide the formation of a liquid phase during shotcrete. The presence of free carbon in the ablation zone of the CHPP reduces the fuel consumption necessary to obtain the liquid phase.

В качестве топлива используют молотый кокс или коксовую аспирационную пыль установок сухого тушения кокса. Использование муллитокорундового порошка в качестве основы торкрет-смеси в сочетании с добавкой золы позволяет получить покрытие, аналогичное по составу с футеровкой и сходными физико-техническими свойствами. Ground coke or coke dust suction dust from dry coke quenching plants is used as fuel. The use of mullite-corundum powder as the basis of the shotcrete mixture in combination with the addition of ash allows one to obtain a coating similar in composition to the lining and similar physical and technical properties.

Приготовление торкрет-смеси заявляемого состава производят путем измельчения исходных компонентов до крупности, обеспечивающей проход 90 мас. порошка через сито N 01, например трубной мельнице, и последующего смешения компонентов в смесителях любого типа, либо путем совместного помола компонентов до прохода через сито N 01 до 90 мас. на агрегатах типа трубных мельниц, дезинтеграторов или десимембраторов. The preparation of the shotcrete mixture of the claimed composition is carried out by grinding the starting components to a particle size providing a passage of 90 wt. powder through a No. 01 sieve, for example a tube mill, and subsequent mixing of the components in any type of mixer, or by co-grinding the components before passing through a No. 01 sieve to 90 wt. on aggregates such as tube mills, disintegrators or desimembrators.

Практические испытания заявляемой торкрет-смеси проводили на огневом стенде в лабораторных условиях и при факельном торкретировании алюмосиликатной футеровки 350-т сталеразливочных ковшей конвертерного цеха Череповецкого металлургического комбината. Practical tests of the inventive gunite mixture were carried out on a fire stand under laboratory conditions and during torch spraying of the aluminosilicate lining of 350 t steel casting ladles of the converter shop of the Cherepovets Metallurgical Plant.

Составы опробованных торкрет-смесей приведены в табл.1. На образцах покрытий определяли огнеупорность по ГОСТ 4069-69, открытую пористость по ГОСТ 2409-80, коэффициент использования торкрет-смеси по отношению массы покрытия к массе торкрет-смеси с учетом сгорания топлива, прочность сцепления с футеровкой по величине предела прочности при сколе при угле расклинивания 60^о.The compositions of the tested shotcrete mixtures are given in table 1. Refractoriness was determined on the coating samples according to GOST 4069-69, open porosity according to GOST 2409-80, coefficient of use of the shotcrete mixture in relation to the coating weight to the weight of the shotcrete mixture taking into account fuel combustion, adhesion strength to the lining according to the value of the tensile strength at cleavage at angle wedging 60 ^about .

Основные характеристики покрытий приведены в табл.2. The main characteristics of the coatings are given in table.2.

Из табл. 2 видно, что составы 1-3 обладают высокими техническими свойствами, что обусловлено использованием в составе торкрет-смеси муллитокорундового порошка в сочетании с золой-уносом ТЭЦ и коксом. From the table. 2 it can be seen that compositions 1-3 have high technical properties, which is due to the use of mullite-corundum powder in the composition of the shotcrete mixture in combination with fly ash of the thermal power station and coke.

При содержании кокса менее 15 мас. температура факела недостаточно высока и образования плотноспеченного покрытия не происходит. Повышение содержания кокса свыше 30% приводит к тому, что часть кокса не успевает сгорать в результате кратковременного процесса теркретирования и догорает в покрытии, увеличивая тем самым его пористость. Как видно из табл.2, при изменении содержания муллитокорундового порошка в указанных пределах 65-80 мас. основные характеристики покрытий близки. When the coke content is less than 15 wt. the torch temperature is not high enough and the formation of a densely sintered coating does not occur. An increase in coke content of over 30% leads to the fact that part of the coke does not have time to burn out as a result of a short-term process of cracking and dies in the coating, thereby increasing its porosity. As can be seen from table 2, when changing the content of mullite-corundum powder in the specified range of 65-80 wt. The main characteristics of the coatings are close.

В то же время при содержании муллитокорундового порошка ниже 65 мас. и, соответственно, избыточном количестве легкоплавкой зоны и кокса большинство характеристик ухудшается, что связано с образованием большого количества стеклофазы и оползанию покрытия. At the same time, when the content of mullite-corundum powder is below 65 wt. and, accordingly, an excessive amount of low-melting zone and coke, most of the characteristics deteriorate, which is associated with the formation of a large amount of glass phase and slip of the coating.

При повышении содержания муллитокорундового порошка выше 80% снижается коэффициент использования торкрет-смеси из-за недостатка легкоплавкой жидкой фазы. With an increase in the content of mullite-corundum powder above 80%, the utilization rate of the shotcrete mixture decreases due to the lack of a low-melting liquid phase.

Claims

TORCHRET MIXTURE FOR TORCHING TORCRETING OF METALLURGICAL UNITS, including an alumina-containing component and coke, characterized in that as an alumina-containing component it contains mullite-corundum powder and additionally fly ash of TPP in the following ratio of components, wt.%:
Mullite corundum powder - 65 - 80
Coke - 15 - 30
Fly ash CHP - 5 - 20