SU803600A1 - Футеровка ванны электропечи - Google Patents

Abstract

ФУТЕРОВКА ВАННЫ ЭЛЕКТРОПЕ- 'ЧИ, включающа  подину, боковые сте- ;ны из огнеупорных блоков, заключенные в металлический охла здаемый кожух, слой огнеупорной зарыпки или массы нелпу кожухом и блоками, отличающа с  тем, что, с целью повышени  срока службы футеровки и увеличени  производитель- нойти 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 сло  засыпки или массы в этой зоне составл ет от 0,03 до 0,09 м^ч. град/ккал.VO^ii'^СХ)о со Од

Description

Изобретение относитс  к печестро нию дл  металлургии, в частности, к оборудованию электротермического производства ферроникел  и медно-ни келевых штейнов из медных и никелевых руд и концентратов, а также обеднени  конвертерных шлаков. Известна ({хутеровка электропечей дл  выплавки ферромарганца, ферроси лици , подана и боковые стены которой выполнены из угольных блоков, а пространство между блоками и охлащцаемым снаружи герметичным кожухом заполнено углеродистой массой, а также огнеупорным кирпичом и засечкой СТТ. Вследствие сильного коррозионног воздействи  пшаков никелевого   медно-нйкелевого производства на уг леродистые огнеупоры футеровка из угольных блоков может работать толь ко при условии, что на ее внутренне поверхности путем интенсивного охлаждени  воздуха намораживаетс  .сло защитного гарНиссажа. Обычно дл  устойчивой работы агрегата необходим слой гарниссажа толщиной 1520 мм. . Практика зксплуатации известной футеровки из угольных блоков в элек ропечах дл  выплавки ферроникел  показала, что использование такой футеровки дает удовлетворительные результаты только в зоне относительно спокойной металлической ванны , т.е. до уровн  отверстий дл  вы пуска металла и на подине, где тепловые нагрузки на футеровку невелики . В зоне же шлакового расплава вследствие высокого теплового сопро тивлени  футеровки слой гарниссажа перестает эффективно защищать футеровку уже при удельных мощност х печи 100-120 кВА/м и срок службы футеровки при дальнейшем повышении удельной мощности резко падает, что приводит также к снижению производительности печи. Кроме того, непрерывный износ фу теровки в течение периода ее эксплу тации в зоне шлакового расплава приводит к снижению ее механической прочности, что может вызывать обрушивание вьш1ележащих слоев огнеупорной кладки. Целью изобретени   вл етс  повышение срока службы футеровки и производительности электропечи. Цель достигаетс  тем, что в известной футеровке ванны электропечи, включак цей подину, боковые стенки, выполненные из огнеупорных блоков, заключенные в металлический кожух, слой огнеупорной засыпки ме ду кожухом и блоками, подина и часть боковых стен ванны на высоту от подины 0,1-0,9 диаметра электрода вьтолнены из угольных блоков толщиной 0,9-1,5 диаметра электрода, а боковые стены над угольньми 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 со.противлений блоков и сло  засыпки или массы в этой зоне, определ к ца  соотношение толщины блоков и засьшки, составл ет от 0,03 до 0,09 м.ч град/ккал. Выше высокотеплопроводных блоков до свода футеровка выполн етс  из известных огнеупорных материалов, обычно из вшмота. Дл  существующих электропечей, в зависимости от технологии и мощности высота сло  металлической азы составл ет 0,1-0,9 диаметра электрода. Поэтому подину и боковые, стены до этой высоты целесообразно выполн ть из относительно дешевых и малотеплопроводных угольных блоков , толщина которых в пределах 0,91 ,5 диаметра электрода обеспечивает достаточную прочность и теплоизол цию футеровки в зоне металлической ванны. Оценка толщины угольных блоков и высоты их расположени  выбрана в зависимости от диаметра электродов в соотвествии с современными методами расчета параметров электропечей,, где взаимосв зь между диаметром электрода и мощностью печи определ етс  уравнением: , f4Pb где диаметр электрода, активна  мощность печи, параметр, характеризующий электрическое сопротивление ванны, которое  вл етс  функцией физикохимических свойств расплава в зависимости от геометрии ванны печи. Таким образом, диаметр электрода служит св зующим фактором между выдел емой мощностью печи и геометрией ее ванны. Использование в шлаковой зоне ва ны над угольными блоками высокотеплопроводных бликов, толщина кото рых и сло  засыпки (или массы) в этой зоне подбираетс  из услови  обеспечени  достаточного дл  образо . вани  сло  гарниссажа теплового соп тивлени  0,03-0,9 M 4vград/кка , оп редел ет главное условие достижени  поставленной цели. Высота этого конструктивного элемента определ етс  высотой цпако вого расплава, котора  в зависимост от технологии и мощности, составл ет 0,6-2,2 диаметра электрода. Выбор параметров- основан на результатах экспериментальных иссле дований на полупромышленной печи РКЗ-4,5 и на расчетах на ЭШ М-22 температурных полей в ванне, теплов ПОТОКОВ и толщины гарниссажа на ее стенках. В ходе экспериментов испытывали футеровки из материалов различной теплопроводности и толщины. Мезвду блоками и кожухом пространство запо н ли различнюш огнеупорными засыпками иди углеродистой массой. Кожух охлаждали по наружной поверхности водой. Эксперименты проведены,при удельных мощност х агрегата t40175 кВА/м , а расчеты - до удельной мощности 300 кВА/м Результаты исследований показы: вают, что при теплопроводности блоков менее 15 ккап/м. ч.град, а также I при суммарном тепловом сопротивле НИИ блоков и засыпки или массы в шлаковой зоне выше 0,09 .град/кк независимо от интенсивности вод ного охлаждени , температура на вну ренней поверхности футеровки превышает температуру плавлени  шлакового расплава и гарниссажа не образуетс . Это объ сн етс  тем, что вследствие высокого теплового сопро тивлени  и низкой теплопроводности блоков, внешнее охлаждение водой не эффективно. I При теплопроводности блоков выше 60 ккал/М.ч; град или при суммарном тепловом сопротивлении бло: ков и сло  засыпки или массы ме: нее 0,03 м ч град/ккал имеет место интенсивное охлаждение внутренней поверхности футеровки и слой гарниссажа оказьшаетс  настолько большим , что наблюдаетс  зарастание выпускных отверстий дл  выпуска шлака и нарушаетс  нормальный ход технологической операции периодического слива шпака из ванны. Кроме того, вследствие образовани  гарниссажа большой толщины объем плавильного хфостранства печи уменьшаетс  настолько , что снижаетс  производительность агрегата. Только при соблкщении перечисленных условий выбора конст1 укции футеровки имеет место устойчива  рабо-га печи при наличии на всей поверхности стенок ванны печи гарнисажа толщиной не менее 10 мм. На чертеже изображена футеровка ванны про1«лшпенной электропечи мощностью 48 кВА дл  выплавки ферроникел  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 rfj 100 мм заполнен углеродистой массой 2 с теплопроводностью Л 3 ккал/м ч град футеровка подины агрегата и его стен до уровн h 600 мм {0,5 диаметра электрода), соответствующему высоте металлической ванны, выполнена из угольных блоков 3 ТОЛЩИНЫ) d 1600 мм (1,33 диаметра электрЫца) с теплопроводностью 5 ккап/м.ч} град. В боковых угольных блоках имеютс  отверсти  4 цп  выпуска металла. Над угольньАш блоками боковые стены на высоту шлаковой зоны 1800 мм (1,5 диаметра электрода) выполнены и графитированных блоков 5 толщиной мм с теплопроводностью 25 ккал/м-ч град. В этих блоках . леютс  шпуры 6 Дл  выпуска шлака. Толщина графитированных блоков и сло  углеродистой массы выбраны из услови  чтобы сумма их тепловых сопротив9x55- о,55 M.4vград/ккал соответствовала примерно середине диапазона, предлагаемого в изобретении . Вьше графитированных блоков до уровн  свода футеровка толщиной

550 MM выполнена из шамотного кирпича 7.

После завершени  футеровочных работ производитс  загрузка материаов в количестве 15 т и осуществл етс  разогрев агрегата при мощности 5 МВт в течение 72 ч.

При достижении температуры внутренней поверхности футеровки 950 С пр Ж 1водитс  постепенное повышение мощности до 15 МВт в течение 48 ч с загруз т шихты, восстановител  IT .флюсов в количестве 2000 т. Далее осуществл етс  нормальный режим

переработки окисленных никелевых руд на черновой ферроникель. Агрегат устойчиво работает при удельной производительности 240 кВА/м, при этом благодар  соблюдению условий выбора констрзгкц и футеровки обеспечиваетс  защита внутренней ее поверхности слоем гарнисажа толщиной не менее 20 мм.

Применение предлагаемой футеровки позвол ет снизить скорость износа футеровки в 3-5 раз и на 30-40% повысить производительность агрегата по сравнению с известной футеровкой .

Claims (1)

1. i ФУТЕРОВКА ВАННЫ ЭЛЕКТРОПЕЧИ, включающая подину, боковые стены из огнеупорных блоков, заключен тем, что, ные в металлический охлаждаемый кожух, слой огнеупорной засыпки или массы между кожухом и блоками отличающаяся с целью повышения срока службы футеровки и увеличения производитель^: ности 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 над угольными блоками выполнены из 'графитированных 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.