WO2021173031A1 - Способ футеровки металлургических агрегатов - Google Patents

Способ футеровки металлургических агрегатов Download PDF

Info

Publication number
WO2021173031A1
WO2021173031A1 PCT/RU2020/000546 RU2020000546W WO2021173031A1 WO 2021173031 A1 WO2021173031 A1 WO 2021173031A1 RU 2020000546 W RU2020000546 W RU 2020000546W WO 2021173031 A1 WO2021173031 A1 WO 2021173031A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
lining
concrete
shotcrete
units according
metallurgical units
Prior art date
Application number
PCT/RU2020/000546
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Роман Александрович ЧЕГЛОВ
Original Assignee
Общество С Ограниченной Ответственностью "Севен Рефракторис"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=72949148&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=WO2021173031(A1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Priority claimed from RU2020108280A external-priority patent/RU2811006C1/ru
Application filed by Общество С Ограниченной Ответственностью "Севен Рефракторис" filed Critical Общество С Ограниченной Ответственностью "Севен Рефракторис"
Priority to EP20921982.3A priority Critical patent/EP4113044A4/en
Publication of WO2021173031A1 publication Critical patent/WO2021173031A1/ru

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D41/00—Casting melt-holding vessels, e.g. ladles, tundishes, cups or the like
    • B22D41/02—Linings
    • B22D41/023—Apparatus used for making or repairing linings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D13/00—Centrifugal casting; Casting by using centrifugal force
    • B22D13/10—Accessories for centrifugal casting apparatus, e.g. moulds, linings therefor, means for feeding molten metal, cleansing moulds, removing castings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D41/00—Casting melt-holding vessels, e.g. ladles, tundishes, cups or the like
    • B22D41/02—Linings
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B7/00—Blast furnaces
    • C21B7/04—Blast furnaces with special refractories
    • C21B7/06—Linings for furnaces
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B9/00—Stoves for heating the blast in blast furnaces
    • C21B9/02—Brick hot-blast stoves
    • C21B9/06—Linings
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/28—Manufacture of steel in the converter
    • C21C5/42—Constructional features of converters
    • C21C5/44—Refractory linings
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/28—Manufacture of steel in the converter
    • C21C5/42—Constructional features of converters
    • C21C5/44—Refractory linings
    • C21C5/441—Equipment used for making or repairing linings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23M—CASINGS, LININGS, WALLS OR DOORS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION CHAMBERS, e.g. FIREBRIDGES; DEVICES FOR DEFLECTING AIR, FLAMES OR COMBUSTION PRODUCTS IN COMBUSTION CHAMBERS; SAFETY ARRANGEMENTS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION APPARATUS; DETAILS OF COMBUSTION CHAMBERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F23M5/00—Casings; Linings; Walls
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D1/00—Casings; Linings; Walls; Roofs
    • F27D1/10—Monolithic linings; Supports therefor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D1/00—Casings; Linings; Walls; Roofs
    • F27D1/16—Making or repairing linings increasing the durability of linings or breaking away linings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D1/00—Casings; Linings; Walls; Roofs
    • F27D1/16—Making or repairing linings increasing the durability of linings or breaking away linings
    • F27D1/1636—Repairing linings by projecting or spraying refractory materials on the lining

Definitions

  • This technical solution generally relates to the field of metallurgy, namely to the technologies of lining metallurgical and other thermal units by the method of shotcreting and its hardware design.
  • the dry mixture is loaded into a cement gun, from which, under air pressure, it enters a hose, ending with a tip - a nozzle.
  • the mixture is automatically wetted before entering the nozzle.
  • the resulting shotcrete (pneumatic concrete) has great strength, density, water and air tightness.
  • the disadvantage of shotcreting technology is that the rate of application of the material is 1.0-1.5 tons per hour (at a mass density of 3.0-3.20 t / m3), while the shotcreting technology allows applying 6-16 tons of material per hour at the same density.
  • the disadvantage of the shotcrete technology is the lower, in comparison with the shotcreting technology, indicators of the applied material, namely, its mechanical strength, porosity and packing density, which ultimately affects the durability of metallurgical and other thermal units.
  • the main technical problem or technical problem solved in this technical solution is to change the basic operating model of a metallurgical unit, for example, a steel-pouring ladle.
  • the technical result achieved by solving the above technical problem is to reduce the consumption of refractory materials used for lining the working layer of the walls of metallurgical units.
  • the specified technical result is achieved through the use of shotcrete technologies and appropriate equipment, unshaped refractory concretes based on tabular alumina and special additives.
  • An additional technical result is an increase in the duration of the working campaign of the metallurgical unit and a decrease in the total consumption of refractories.
  • the specified technical result is achieved by implementing a method for lining metallurgical units, in which the surface intended for lining with shotcrete concrete is cleaned from contaminating elements; mix shotcrete with water by means of equipment for the preparation of concrete mixture; the concrete mixture obtained in the previous step is sent to the concrete pump, and then along the highway to the place of work and applying the mixture to the lining, and at the end of the highway there is a nozzle for applying the concrete mixture; the concrete mixture is applied to the prepared surface for lining with shotcrete concrete by mixing the concrete mixture with a hardener at a nozzle.
  • the equipment for preparing the concrete mixture is a pneumatic vessel with built-in forced mixer and / or paddle mixer, for processing refractory masses and a pump for conveying concrete.
  • the curing agent is sodium silicate.
  • the water consumption is in the range of 4-10% of the total concrete mixture.
  • the time for mixing the concrete mixture after adding water is from 2 to 10 minutes.
  • shotcrete after mixing is wetter than vibrated concrete.
  • refractory material is cleaned with jackhammers and / or a chain cutter.
  • the concrete mixture when applied to the required surface, it is heated using a heat gun or by placing the concrete mixture in a warm room.
  • the concrete mixture is continuously applied to the desired surface of the lining.
  • a concrete mixture is applied to the required surface of the lining in one layer with a thickness
  • the thickness of the application is determined by the wear of the wall in the zones of the steel drain holes and / or purge plugs and / or the edging side and the state of the rows of bricks adjacent to the slag belt.
  • the concrete mixture is applied to the desired surface of the lining, with the nozzle being held perpendicular to the surface of the application of the lining.
  • a concrete mixture is applied to the desired surface of the lining, with the nozzle held at a distance of 0.5-1.2 meters.
  • FIG. 1 shows an exemplary embodiment of a metallurgical plant.
  • FIG. 2 shows an exemplary embodiment of a GS800 rotary type cleaning unit.
  • FIG. 3 shows an example of the implementation of the dismantling of residual slag and steel from a brick lining.
  • FIG. 4 shows an example of the implementation of the installation of the refractory lining from the table (second chord).
  • FIG. 5 shows a variant of the implementation of the schedule of holding, drying and heating of a 380 t steel casting ladle.
  • Shotcrete is a progressive method of applying one or more layers of mortar made of cement, sand, functional additives and water to the surface of a structure under compressed air pressure.
  • Refractory materials are a non-metallic material with refractoriness not lower than 1580 ° C, used in units and devices for protection against the effects of thermal energy and gaseous, liquid, solid corrosive reagents.
  • Step 101 clean the surface to be lined with shotcrete from contaminants.
  • Preparation of the repaired lining includes: removal of weak, peeling and destroyed areas throughout the entire thickness of the shotcrete layer to the metal surface or to the insulating sublayer with at least two anchors exposed, blowing the surface with compressed air and, if necessary, installing additional anchors provided for by the project and nets. When blasting the surface to reduce dust, it is recommended to introduce a small amount of water.
  • Step 102 The shotcrete is mixed with water by means of a concrete batching equipment.
  • the amount of materials for one steel ladle (to extend the campaign from 80 to 120 melts) may be as follows:
  • the amount of material Seven Shot 92 NR 08 Z for the repair of the walls of the steel-pouring ladle in the metal zone can be laid based on the thickness of the applied layer of material from 10 to 100 mm (the thickness of the layer can be reduced, and the material can accordingly be distributed to other zones and / or continuation of the campaign).
  • the cleaning equipment can be a pneumatic vessel with a built-in forced mixer, for the treatment of refractory masses, for example, the ESTROMAT 850 and / or REED models and a concrete pump, for example, the SCHWING SP 500 model. Cleaning is carried out using a high-pressure water pump and hand tools ...
  • the concrete mixture can be used water used at the enterprise for mixing concrete (the use of chemically purified water is prohibited, since chemically purified water contains impurities that negatively affect the durability of the refractory, as they create fusible compounds during the operation of the layer shotcrete - concrete.).
  • the recommended water temperature is from 5 ° ⁇ to 30 ° ⁇ , due to the fact that at low water temperatures the setting time of concrete increases, and at high temperatures it is greatly reduced.
  • the water consumption must be within the limits indicated in the corresponding technical sheet (for example, it can be indicated in the range of 4-10%).
  • Shotcrete, after mixing should look wetter than normal vibratory concrete. This is determined automatically by the operator of the plant where the concrete is mixed or by means of machine vision algorithms. Mixing time after adding water is 2 to 7 minutes. If the mixing process is carried out in a shorter time, then there is insufficient moisture in the concrete and it turns out to be dry.
  • Step 103 direct the concrete mixture obtained in the previous step into the concrete pump, and then along the main line to the place of work and applying the mixture to the lining, and at the end of the main line there is a nozzle for applying the concrete mixture.
  • the refractory concrete is dispensed into the concrete pump, and then through the hoses to the work site and the application of the material to the lining.
  • the material After feeding the finished mixture into the receiving hopper of the pump, the material is fed into the transport system at the lowest possible speed until the mixture appears at the junction of the hose with the nozzle. For connecting the nozzle to the material hose, the compressed air supply hoses and the bonding material, the material supply through the transport system is stopped.
  • Step 104 Apply concrete to the prepared shotcrete lining surface by mixing the concrete with a hardener at a nozzle.
  • the pipeline Before applying the mixture to the prepared surface, the pipeline is lubricated.
  • a mixture is prepared for lubricating pipes and hoses.
  • wallpaper glue or fireclay mortar is used (1 pack of glue for 10 liters of water), and it is necessary to prepare 20 liters of lubricant.
  • This lubricant reduces the coefficient of friction of concrete when moving through pipes and hoses.
  • the adapter is connected and, under the influence of compressed air, the lubricant is evenly distributed throughout the entire pipeline.
  • the concrete is mixed with the hardener SODIUM SILICATE using a nozzle using compressed air (in winter, the hardener is heated to 15 - 25 ° C, using a heat gun) and applied to the required surface.
  • a line departs from the concrete pump, through which material is supplied to the work site, and at the end of this line, a nozzle is installed, into which liquid glass (sodium silicate) and compressed air are supplied. Heating is carried out using heat guns or, in some embodiments, by placing the concrete mixture in a warm room.
  • the application of shotcrete is performed continuously in one layer 10-100 mm thick.
  • the wear level is usually determined at the lining site, depending on the ladle lining scheme used at the enterprise and the hot repair scheme.
  • the thickness of the application is determined by the wear of the wall in the areas of the steel drainage holes, purge plugs, the tilting side and the condition of the rows of bricks adjacent to the slag belt. Shotcreting should not be interrupted due to the fact that concrete can begin to set in the highways and the concrete pump, which will lead to the equipment stopping for flushing and washing.
  • the nozzle should always be held perpendicular to the application surface at a distance of 0.5-1.2 meters. It is at this distance of application of the mixture that a denser application of concrete occurs, which makes it possible to achieve the declared indicators of strength and porosity. This distance helps to obtain a denser structure of the refractory material after application, which will allow the metallurgical unit to operate longer. " The perpendicular position of the nozzle relative to the surface to be applied is due to the amount of rebound and the quality of the applied layer. The material is applied immediately with the required thickness from bottom to top of the application area, which allows you to control the thickness of the installed concrete and the quality of the installation. Rebound is never combined with material or reused.
  • the work of assembling the refractory lining of the ladle may consist of two chords vertically.
  • the first lining belt is applied from the bottom of the steel-pouring ladle to a height of about 1.5 meters.
  • the second lining is applied from a table that is lowered into the ladle after completing the installation of the first lining as shown in FIG. 4.
  • the height of the second lining belt is limited by the height of the brick lining of the steel zone.
  • the formwork is not used in order to create the solidity of the lining.
  • the application of the material is carried out in a circle, first there is “spraying” with a thickness of about 10 - 15 mm, after the second application, the required thickness of the lining is formed.
  • a system of beacons can be used, that is, vertical strips of material 200-300 mm wide are made to the height of the belt, with a step of 1.5-2 meters of the required thickness (the thickness is controlled by the second nozzle located also in the bucket), after which the material is applied between the beacons.
  • the thickness of the lining application depends on the residual thickness of the brick lining.
  • a technology has been developed that the application of a lining of more than 100 mm is not advisable, peeling occurs, and many cracks are formed during drying.
  • the average thickness of the applied lining should not be more than 30 - 60 mm. The only exceptions are the place where the slag is discharged and the cut-out zone, here the lining thickness reaches up to 100 mm. Therefore, the nozzle and control technician visually determine the thickness of the applied lining.
  • Drying is an integral part of the performance of the refractory lining.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Furnace Housings, Linings, Walls, And Ceilings (AREA)
  • On-Site Construction Work That Accompanies The Preparation And Application Of Concrete (AREA)

Abstract

Данное техническое решение в общем относится к области металлургии, а именно к технологиям футеровки металлургических и других тепловых агрегатов методом шоткретирования и его аппаратному оформлению. Способ футеровки металлургических агрегатов, в котором очищают поверхность, предназначенную для футеровки шоткрет-бетоном от загрязняющих элементов; смешивают шоткрет-бетон с водой посредством оборудования для приготовления бетонной смеси; направляют полученную на предыдущем шаге бетонную смесь в бетононасос, а далее по магистрали к месту проведения работ и нанесения смеси на футеровку, причем на конце магистрали расположено сопло для нанесения бетонной смеси; наносят бетонную смесь на подготовленную поверхность для футеровки шоткрет-бетоном посредством смешивания бетонной смеси с отвердителем на сопле. Технический результат - снижение расхода огнеупорных материалов, используемых для футеровки рабочего слоя стен металлургических агрегатов.

Description

СПОСОБ ФУТЕРОВКИ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ АГРЕГАТОВ
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
[001] Данное техническое решение в общем относится к области металлургии, а именно к технологиям футеровки металлургических и других тепловых агрегатов методом шоткретирования и его аппаратному оформлению.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[002] Из уровня техники известен способ футеровки торкретированием поверхностей разнообразных агрегатов и конструкция устройства для его осуществления приведены в справочной литературе [Краткий политехнический словарь. - М.: Государственное издательство технико-теоретической литературы. (Редакционный совет: Ю.А. Степанов, Ф.С. Демьянюк, А.А. Знаменский и др.) 1956, с. 954, термин - «торкретирование»]. Способ включает нанесение специального цементного раствора (для металлургических агрегатов огнеупорной смеси) под действием сжатого воздуха, осуществляемого посредством цемент-пушки (устройства для футеровки). Сухая смесь загружается в цемент-пушку, из которой под давлением воздуха поступает в шланг, заканчивающийся наконечником - соплом. Перед входом в сопло смесь автоматически смачивается. Получающийся торкретбетон (пневмобетон) обладает большой прочностью, плотностью, водо- и воздухонепроницаемостью. [003] Недостаток технологии торкретирования состоит в том, что скорость нанесения материала составляет 1,0- 1,5 тонны в час (при плотности массы 3,0- 3,20 т/мЗ), тогда как технология шоткретирования позволяет наносить 6-16 тонн материала в час при той же плотности. Кроме того, недостатком технологии торкретирования являются более низкие, по сравнению с технологией шоткретирования, показатели нанесенного материала, а именно, его механическая прочность, пористость и плотность набивки, что в конечном итоге отражается на долговечности металлургических и других тепловых агрегатов.
СУЩНОСТЬ ТЕХНИЧЕСКОГО РЕШЕНИЯ
[004] Данное техническое решение направлено на устранение недостатков, известных из уровня техники. [005] Основной технической задачей или технической проблемой, решаемой в данном техническом решении, является изменение основной модели эксплуатации металлургического агрегата, например, сталеразливочного ковша. [006] Техническим результатом, достигающимся при решении вышеуказанной технической задачи является снижение расхода огнеупорных материалов, используемых для футеровки рабочего слоя стен металлургических агрегатов. [007] Указанный технический результат достигается за счет применения шоткрет-технологий и соответствующего оборудования, неформованных огнеупорных бетонов на основе табулярного глинозёма и специальных добавок. [008] Дополнительным техническим результатом является увеличение продолжительности рабочей кампании металлургического агрегата и снижение общего расхода огнеупоров.
[009] Дополнительно снижаются аварийные ситуации с утечкой металла через футеровку, увеличивается время оборота металлургических агрегатов в эксплуатации, что позволяет увеличивать количество выплавляемой стали.
[0010] Указанный технический результат достигается посредством осуществления способа футеровки металлургических агрегатов, в котором очищают поверхность, предназначенную для футеровки шоткрет-бетоном от загрязняющих элементов; смешивают шоткрет-бетон с водой посредством оборудования для приготовления бетонной смеси; направляют полученную на предыдущем шаге бетонную смесь в бетононасос, а далее по магистрали к месту проведения работ и нанесения смеси на футеровку, причем на конце магистрали расположено сопло для нанесения бетонной смеси; наносят бетонную смесь на подготовленную поверхность для футеровки шоткрет-бетоном посредством смешивания бетонной смеси с отвердителем на сопле.
[ООП] В некоторых вариантах реализации технического решения при смешивании огнеупорных компонентов шоткрет-бетоном является низкоцементный шоткрет-бетон или ультра низкоцементый бетон на основе табулярного глинозема и/или коррунда с добавкой плавленой А12Мц04-шпинели, или шоткрет - бетон на основе плавленного или спеченого периклаза с добавкой плавленой А12]У^04-шпинели или оксида хрома 6 валентного.
[0012] В некоторых вариантах реализации технического решения оборудованием для приготовления бетонной смеси является пневматический сосуд со встроенным принудительным миксером и/или лопастным миксером, для обработки огнеупорных масс и насос для подачи бетона.
[0013] В некоторых вариантах реализации технического решения температура воды находится в диапазоне от 5°С до 30°С.
[0014] В некоторых вариантах реализации технического решения отвердителем является силикат натрия.
[0015] В некоторых вариантах реализации технического решения расход воды осуществляется в диапазоне 4-10 % от общей бетонной смеси.
[0016] В некоторых вариантах реализации технического решения время смешивания бетонной смеси после добавления воды составляет от 2 до 10 минут. [0017] В некоторых вариантах реализации технического решения шоткрет-бетон после затворения влажнее, чем виброналивной бетон.
[0018] В некоторых вариантах реализации технического решения очищают огнеупорный материал отбойными молотками и/или цепной фрезой.
[0019] В некоторых вариантах реализации технического решения при нанесении бетонной смеси на необходимую поверхность осуществляют ее подогрев с помощью тепловой пушки или посредством размещения бетонной смеси в теплом помещении.
[0020] В некоторых вариантах реализации технического решения наносят бетонную смесь на необходимую поверхность футеровки непрерывно.
[0021] В некоторых вариантах реализации технического решения наносят бетонную смесь на необходимую поверхность футеровки одним слоем толщиной
10-100 мм.
[0022] В некоторых вариантах реализации технического решения при нанесении бетонной смеси на необходимую поверхность футеровки толщина нанесения определяется износом стены в зонах сталесливных отверстий и/или продувочных пробок, и/или кантовочной стороны и состоянием рядов кирпича, примыкаемых к шлаковому поясу.
[0023] В некоторых вариантах реализации технического решения наносят бетонную смесь на необходимую поверхность футеровки, причем сопло держат перпендикулярно поверхности нанесения футеровки.
[0024] В некоторых вариантах реализации технического решения наносят бетонную смесь на необходимую поверхность футеровки, причем сопло держат на расстоянии 0,5-1, 2 метров. КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0025] Признаю! и преимущества настоящего технического решения станут очевидными из приведенного ниже подробного описания и прилагаемых чертежей, на которых:
[0026] На Фиг. 1 показан пример осуществления металлургического агрегата. [0027] На Фиг. 2 показан пример осуществления очистительного агрегата GS800, роторного типа.
[0028] На Фиг. 3 показан пример реализации демонтажа остатков шлака и стали с кирпичной футеровки.
[0029] На Фиг. 4 показан пример реализации монтажа огнеупорной футеровки со стола (второй пояс).
[0030] На Фиг. 5 показан вариант реализации графика выдержки, сушки и разогрева сталелитейного ковша 380 тн.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0031] Ниже будут подробно рассмотрены термины и их определения, используемые в описании данного технического решения.
[0032] Футеровка — облицовка огнеупорными, химически стойкими, а также теплоизоляционными материалами, которым покрывается внутренняя поверхность металлургических печей, ковшей, топок котлов и прочего оборудования.
[0033] Торкретирование - это прогрессивный способ нанесения на поверхность конструкции одного или нескольких слоев раствора из цемента, песка, функциональных добавок и воды под давлением сжатого воздуха.
[0034] Огнеупорные материалы (далее - огнеупоры) — неметаллический материал с огнеупорностью не ниже температуры 1580 °С, используемый в агрегатах и устройствах для защиты от воздействия тепловой энергии и газовых, жидких, твердых агрессивных реагентов.
[0035] Металлургический агрегат — совокупность конструктивно связанных технологического оборудования и устройств, обеспечивающая проведение комплексного металлургического процесса в условиях массового и поточного производства. Металлургический агрегат имеет более высокие показатели по производительности, энергоемкости и качеству продукции, позволяет более эффективно решать вопросы автоматизации производства и охраны окружающей среды.
[0036] Ниже будет подробно раскрыт способ футеровки металлургических агрегатов, выполняемый по шагам. В качестве примера реализации металлургического агрегата в данном решении описывается сталеразливочный ковш, однако любому специалисту очевидно, что реализация им не ограничивается.
[0037] Шаг 101: очищают поверхность, предназначенную для футеровки шоткрет-бетоном от загрязняющих элементов.
[0038] Подготовка поверхности требует использования корректных методов демонтажа бетона и должным образом очищенных поверхностей.
[0039] Перед нанесением шоткрет-бетона поверхность кирпича или слоя бетона при использовании монолитной футеровки металлургических агрегатов необходимо очистить от пыли, остатков шлака, стали и перерожденного огнеупора, как показано на Фиг. 3. Очистка может осуществляться отбойными молотками или специализированным оборудованием (например, цепной фрезой ), например, очистительным агрегатом GS800, роторного типа, как показано на Фиг. 2. На вращающейся головке укреплены цепи, выполняющие при своем вращении очистку поверхности кирпичной футеровки. В некоторых вариантах реализации подготовка металлической поверхности включает в себя очистку от рыхлой ржавчины, отслаивающейся окалины и других загрязнений. Подготовка ремонтируемой футеровки включает в себя: удаление слабых, отслаивающихся и разрушенных участков на всю толщину слоя шоткрет-бетона до металлической поверхности или до изоляционного подслоя с обнажением не менее двух анкеров, обдувку поверхности сжатым воздухом и, при необходимости, установку предусмотренных проектом дополнительных анкеров и сеток. При обдувке поверхности для уменьшения пыления рекомендуется вводить небольшое количество воды.
[0040] Шаг 102: смешивают шоткрет-бетон с водой посредством оборудования для приготовления бетонной смеси.
[0041] В данном техническом решении для обеспечения стойкости стен металлургических агрегатов (без ломки остаточного кирпичного слоя и соответственно без монтажа нового комплекта огнеупоров для рабочего слоя стен после 80 плавок) на уровне (примерно) 40+40(80)+40=120 плавка (длительность кампании по стойкости стены в зоне металла) могут быть использованы шоткрет- бетон и силикат натрия в качестве отвердителя. В данном техническом решении в качестве огнеупоров могут использоваться, например, периклазоуглеродистый кирпич или алюмопериклазоуглеродистый кирпич. При этом данное техническое решение может использоваться и применительно к иным огнеупорам. В качестве шоткрет - бетона может использоваться, например, низкоцементный шоткрет- бетон или ультра низкоцементый бетон на основе табулярного глинозема и/или корунда с добавкой плавленой А12М 04-шпинели (также возможно использование шоткрет - бетонов на основе плавленного или спеченого периклаза с добавкой плавленой А12М 04-шпинели), на гидравлической связке марки Seven Shot 92 NR 08 Z. В других вариантах реализации, не ограничиваясь ими, в качестве добавки может использоваться оксид хрома 6 валентный. Силикат натрия является дополнительным, но при этом неотъемлемым для технологического процесса материалом. Расход жидкого стекла (силиката натрия) может составлять в диапазоне 12-18 кг/тн применяемого бетона.
[0042] В примерном варианте реализации количество материалов для одного сталеразливочного ковша (для продления кампании с 80 до 120 плавки) может быть следующим:
Figure imgf000008_0001
[0043] Количество материала Seven Shot 92 NR 08 Z на ремонт стен сталеразливочного ковша в зоне металла может быть заложено исходя из толщины наносимого слоя материала от 10 до 100 мм (толщина слоя может быть снижена, а материал соответственно может быть распределен на другие зоны и/или продолжение кампании).
[0044] В качестве примера реализации получают заказ на осуществление футеровки на 20 тонн шоткрет-бетона и к нему добавляют 400 кг силиката натрия (расчет идет в пропорции 1 :20 кг, так как на заводе при производстве работ идут потери материала при настройке оборудования, замывке оборудования и прочих негативных факторов). Шоткрет-массы являются бетонами на цементной связке и поэтому чувствительны к воздействию влаги, следовательно, должны храниться в сухом закрытом помещении. Жидкое связующее должно храниться при температуре не ниже + 5 °С.
[0045] Все оборудование и инструменты для приготовления бетонной смеси должны быть очищены от предыдущих влажных и сухих материалов. В качестве оборудования для очистки может использоваться пневматический сосуд со встроенным принудительным миксером, для обработки огнеупорных масс, например модели ESTROMAT 850 и/или REED и насос подачи бетона, например, модели SCHWING SP 500. Очистка ведется с помощью водяного насоса высокого давления и ручным инструментом.
[0046] Для затворения бетонной смеси может использоваться вода, применяемая на предприятии для затворения бетонов (использование хим. очищенной воды запрещается, так как в химически очищенной воде остаются примеси, которые негативно влияют на долговечность огнеупора, так как создают легкоплавкие соединения в процессе эксплуатации слоя шоткрет - бетона.). Рекомендуемая температура воды от 5°С до 30°С, в связи с тем, что при низкой температуре воды увеличивается время схватывания бетона, а при высокой температуре сильно уменьшается. Расход воды должен быть в пределах, указанных в соответствующем техническом листе (например, он может быть указан в диапазоне 4-10 %). Шоткрет-бетон после затворения должен выглядеть влажнее, чем обычный виброналивной бетон. Это определяет оператор установки, на которой происходит смешивание бетона или посредством алгоритмов машинного зрения автоматически. Время смешивания после добавления воды составляет по от 2 до 7 минут. Если производить процесс смешивания в более короткое время, то не происходит достаточного увлажнения бетона и он получается сухим.
[0047] Шаг 103: направляют полученную на предыдущем шаге бетонную смесь в бетононасос, а далее по магистрали к месту проведения работ и нанесения смеси на футеровку, причем на конце магистрали расположено сопло для нанесения бетонной смеси.
[0048] После приготовления смеси, готовой к нанесению, огнеупорный бетон выдаётся в бетононасос, а далее по шлангам к месту проведения работ и нанесения материала на футеровку.
[0049] После подачи готовой смеси в приёмный бункер насоса, подача материала в транспортную систему осуществляется на минимально возможной скорости до тех пор, пока смесь не появится на месте соединения шланга с соплом. Для подсоединения сопла к материальному шлангу, шлангов подачи сжатого воздуха и связующего материала, подача материала по транспортной системе прекращается.
[0050] Двое сопловых, непосредственно проводящих работу находятся в ковше. Принимают собранное сопло и только по их команде начинается подача материала для монтажа огнеупорной футеровки. Технический специалист на смесителе бетона продолжает работы по подготовке смеси.
[0051] Шаг 104: наносят бетонную смесь на подготовленную поверхность для футеровки шоткрет-бетоном посредством смешивания бетонной смеси с отвердителем на сопле.
[0052] Все работы по монтажу огнеупорной футеровки начинаются с подготовительных мероприятий:
1. Транспортировка оборудования к месту проведения работы.
2. Определение места установки оборудования и инструмента.
3. Открытие наряда - допуска на проведение работ.
4. Определение точек подключения энергоносителей.
5. Монтаж основного и вспомогательного оборудования.
6. Проверка работоспособности оборудования в холостом режиме.
[0053] При монтаже трубопровода необходимо последнее звено (резиновый шланг) смонтировать диаметром 38 мм. Данный диаметр позволяет создать более высокую плотность наносимой огнеупорной футеровки, снижает количество отскока, в отличии от диаметра 50 мм.
[0054] Приступать к монтажу огнеупорной футеровки необходимо по завершению всех подготовительных мероприятий.
[0055] Перед нанесением смеси на подготовленную поверхность осуществляют смазку трубопровода.
[0056] Подготавливается смесь для смазки труб и шлангов. Для смазки применяется обойный клей или шамотный мертель (1 пачка клея на 10 литров воды), причем необходимо приготовить 20 литров смазки. Данная смазка уменьшает коэффициент трения бетона при движении его по трубам и шлангам. Также можно использовать технические смазки, например, литол или солидол. Данная операция применяется при каждом начале работы по шоткретированию (если проводилась промывка трубопровода подачи бетона). Технические специалисты, непосредственно, находящиеся на рабочей площадке, заливают смесь в шланг подачи бетона. Присоединяется адаптер и под действием сжатого воздуха происходит равномерное распределение смазки по всему трубопроводу. [0057] На сопле с помощью сжатого воздуха происходит смешивание бетона с отвердителем SODIUM SILICATE (в зимнее время отвердитель подогревается до 15 - 25 °С, с помощью тепловой пушки) и нанесение на требуемую поверхность. От бетононасоса отходит магистраль, по которой идет подача материала к месту проведения работ, а на конце данной магистрали установлено сопло, в которое подается жидкое стекло (силикат натрия) и сжатый воздух. Подогрев осуществляется с помощью тепловых пушек или в некоторых вариантах реализации посредством размещения бетонной смеси в теплом помещении.
[0058] В зависимости от степени износа рабочей футеровки на огнеупорный материал, которым может быть кирпич, нанесение шоткрет-бетона выполняется непрерывно одним слоем толщиной 10-100 мм. Уровень износа как правило определяется на месте футеровки, в зависимости от применяемой схемы футеровки стальковшей на предприятии и схемы проведения горячих ремонтов. Обычно толщина нанесения определяется износом стены в зонах сталесливных отверстий, продувочных пробок, кантовочной стороны и состоянием рядов кирпича, примыкаемых к шлаковому поясу. Шоткретирование не должно прерываться в связи с тем, что бетон может начать схватываться в магистралях и бетононасосе, что приведет к остановке оборудования на промывку и замывку. Сопло следует всегда держать перпендикулярно поверхности нанесения на расстоянии 0,5- 1,2 метров. Именно при таком расстоянии нанесения смеси происходит более плотное нанесение бетона, что позволяет достигнуть заявленных показателей по прочности, пористости. Такое расстояние способствует получению более плотной структуры огнеупорного материала после нанесения, что позволит дольше эксплуатировать металлургический агрегат». Перпендикулярное расположение сопла относительно поверхности, на которое происходит нанесение, обусловлено количеством отскока и качеством нанесенного слоя. Материал наносится сразу необходимой толщиной снизу-вверх участка нанесения, что позволяет контролировать толщину установленного бетона и качество установки. Отскок никогда не объединяется с материалом и не используется повторно. После нанесения шоткрет-бетона на стены, с рабочего дна сталеразливочного ковша убирается образовавшийся отскок и выполняется ремонт футеровки дна. [0059] Применение указываемого технического решения обеспечивает удельный расход огнеупоров на рабочий слой стен на уровне в 131 плавку:
• 0 плавок - холодный ремонт
• 40 плавок - горячий ремонт (ремонт шлакового пояса), шоткретирование стен (2-4 т.);
• 80 плавок - шоткретирование стен (2 т.);
• 120 плавка - окончание кампании.
[0060] Технически работа по монтажу огнеупорной футеровки ковша может состоять из двух поясов по вертикали. Первый пояс футеровки наносится с дна сталеразливочного ковша на высоту около 1,5 метров. Второй пояс футеровки наносится со стола, который опускается в ковш после завершения монтажа футеровки первого пояса, как показано на Фиг. 4. Высота второго пояса футеровки ограничена высотой кирпичной футеровки зоны стали.
[0061] При монтаже футеровки опалубка не используется, с целью создания монолитности футеровки. Нанесение материала проводится по кругу, сначала происходит «напыление» толщиной около 10 - 15 мм, по второму нанесению формируется необходимая толщина футеровки. Так же при проведении работы может применяться система маяков, то есть, на высоту пояса делаются вертикальные полосы материала шириной 200-300 мм, с шагом 1,5-2 метра необходимой толщины (толщину контролирует второй сопловой находящийся так же в ковше), после чего наносится материал между маяками.
[0062] Толщина нанесения футеровки зависит от остаточной толщины кирпичной футеровки. В данном техническом решении выработана технология, что нанесение футеровки более 100 мм не целесообразна, происходит отслаивание, при сушке образуется много трещин.
[0063] Средняя толщина наносимой футеровки не должна быть более 30 - 60 мм. Исключением служат место слива шлака и бойная зона, здесь толщина футеровки достигает до 100 мм. Поэтому сопловые и контролирующий технический специалист визуально определяют толщину наносимой футеровки.
[0064] При монтаже огнеупорной футеровки с отрицательными значениями окружающей среды, необходимо заблаговременно принять меры по хранению материала и связующего в помещении с положительной температурой, как минимум за 5 суток до проведения работ по монтажу футеровки. [0065] По окончании работ проводятся работы по замывке оборудования и трубопровода, отключение от энергоносителей, комплектуется и транспортируется на место хранения.
[0066] Неотъемлемой частью работоспособности огнеупорной футеровки является её сушка.
[0067] Перед сушкой необходимо выдержать нанесенную футеровку в течении 4 часов, во время выдержки необходимо обеспечить температуру воздуха в сталеразливочном ковше и его металлоконструкции не менее +5°С. Возможно применение тепловой пушки или газового факела без контакта открытого пламени с поверхностью монолитного слоя.
[0068] При разработке графиков сушки, исходят из возможности стендов сушки- разогрева. Необходимо организовать выдержку бетона при температурах 150°С и 450°С, в дальнейшем скорость разогрева бетона неограниченна и определяется возможностью стенда разогрева. На практике применяется график выдержки, сушки и разогрева, примерно показанный на Фиг. 5.
[0069] Конкретные испытания способа футеровки и ремонта сталеразливочного ковша компанией ООО «Севен Рефракториз» подтверждают промышленную применимость изобретения.
[0070] Модификации и усовершенствования вышеописанных воплощений данной технологии могут быть очевидны для специалистов в данной области техники. Приведенное выше описание дано в качестве примеров, а не для установления ограничений. Объем данной технологии, таким образом, может быть ограничен только объемом прилагаемой формулы изобретения.

Claims

ФОРМУЛА
1. Способ футеровки металлургических агрегатов, включающий следующие шаги:
• очищают поверхность, предназначенную для футеровки шоткрет- бетоном от загрязняющих элементов;
• смешивают шоткрет-бетон с водой посредством оборудования для приготовления бетонной смеси;
• направляют полученную на предыдущем шаге бетонную смесь в бетононасос, а далее по магистрали к месту проведения работ и нанесения смеси на футеровку, причем на конце магистрали расположено сопло для нанесения бетонной смеси;
• наносят бетонную смесь на подготовленную поверхность для футеровки шоткрет-бетоном посредством смешивания бетонной смеси с отвердителем на сопле.
2. Способ футеровки металлургических агрегатов по п. 1 , характеризующийся тем, что при смешивании огнеупорных компонентов шоткрет-бетоном является низкоцементный шоткрет-бетон или ультра низкоцементый бетон на основе табулярного глинозема и/или корунда с добавкой плавленой А12М 04-шпинели, или шоткрет - бетон на основе плавленного или спеченого периклаза с добавкой плавленой A12Mg04-шpинeли или оксида хрома 6 валентного.
3. Способ футеровки металлургических агрегатов по п. 1, характеризующийся тем, что оборудованием для приготовления бетонной смеси является пневматический сосуд со встроенным принудительным миксером и/или лопастной миксер, для обработки огнеупорных масс и насос для подачи бетона.
4. Способ футеровки металлургических агрегатов по п. 4, характеризующийся тем, что температура воды находится в диапазоне от 5°С до 30°С.
5. Способ футеровки металлургических агрегатов по п. 1, характеризующийся тем, что отвердителем является силикат натрия.
6. Способ футеровки металлургических агрегатов по п. 4, характеризующийся тем, что расход воды осуществляется в диапазоне 4-10 % от общей бетонной смеси.
7. Способ футеровки металлургических агрегатов по п. 4, характеризующийся тем, что время смешивания бетонной смеси после добавления воды составляет от 2 до 7 минут.
8. Способ футеровки металлургических агрегатов по п. 1, характеризующийся тем, что шоткрет-бетон после затворения влажнее, чем виброналивной бетон.
9. Способ футеровки металлургических агрегатов по п. 1, характеризующийся тем, что очищают огнеупорный материал отбойными молотками и/или цепной фрезой.
10. Способ футеровки металлургических агрегатов по п. 1, характеризующийся тем, что при нанесении бетонной смеси на необходимую поверхность осуществляют ее подогрев с помощью тепловой пушки или посредством размещения бетонной смеси в теплом помещении.
11. Способ футеровки металлургических агрегатов по п. 1 , характеризующийся тем, что наносят бетонную смесь на необходимую поверхность футеровки непрерывно.
12. Способ футеровки металлургических агрегатов по п. 1, характеризующийся тем, что наносят бетонную смесь на необходимую поверхность футеровки одним слоем толщиной 10-100 мм.
13. Способ футеровки металлургических агрегатов по п. 1, характеризующийся тем, что при нанесении бетонной смеси на необходимую поверхность футеровки толщина нанесения определяется износом стены в зонах сталесливных отверстий и/или продувочных пробок, и/или кантовочной стороны и состоянием рядов кирпича, примыкаемых к шлаковому поясу.
14. Способ футеровки металлургических агрегатов по п. 1, характеризующийся тем, что наносят бетонную смесь на необходимую поверхность футеровки, причем сопло держат перпендикулярно поверхности нанесения футеровки.
15. Способ футеровки металлургических агрегатов по п. 1, характеризующийся тем, что наносят бетонную смесь на необходимую поверхность футеровки, причем сопло держат на расстоянии 0,5- 1,2 метров.
PCT/RU2020/000546 2020-02-26 2020-10-16 Способ футеровки металлургических агрегатов WO2021173031A1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP20921982.3A EP4113044A4 (en) 2020-02-26 2020-10-16 METHOD FOR LINING METALLURGICAL UNITS

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020108280 2020-02-26
RU2020108280A RU2811006C1 (ru) 2020-02-26 Способ футеровки металлургических агрегатов

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2021173031A1 true WO2021173031A1 (ru) 2021-09-02

Family

ID=72949148

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2020/000546 WO2021173031A1 (ru) 2020-02-26 2020-10-16 Способ футеровки металлургических агрегатов

Country Status (2)

Country Link
EP (1) EP4113044A4 (ru)
WO (1) WO2021173031A1 (ru)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2437862C1 (ru) * 2011-01-13 2011-12-27 Закрытое акционерное общество "Опытный завод огнеупоров" Огнеупорная бетонная смесь (варианты)
RU2687211C1 (ru) * 2018-10-25 2019-05-07 Общество с ограниченной ответственностью "Газпром проектирование" Способ повышения динамической жесткости фундамента при вибрационной нагрузке и устройство для его реализации
RU2692390C1 (ru) * 2018-08-20 2019-06-24 Общество с ограниченной ответственностью "Севен Рефракториз" Способ футеровки металлургических агрегатов и устройство для его осуществления

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5628940A (en) * 1994-07-11 1997-05-13 Reno & Son, Inc. Process for applying low-cement castable refractory material
US6004626A (en) * 1998-07-10 1999-12-21 North American Refractories Co. High pressure/volume process for wet shotcreting a refractory castable
RU2433981C1 (ru) * 2010-04-21 2011-11-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет)" Шихта и легированный шпинельный материал, полученный из нее
DE202013011896U1 (de) * 2013-02-04 2014-09-16 Refratechnik Holding Gmbh Feuerbetonversatz enthaltend ein Geopolymer-Bindemittelsystem sowie die Verwendung des Versatzes

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2437862C1 (ru) * 2011-01-13 2011-12-27 Закрытое акционерное общество "Опытный завод огнеупоров" Огнеупорная бетонная смесь (варианты)
RU2692390C1 (ru) * 2018-08-20 2019-06-24 Общество с ограниченной ответственностью "Севен Рефракториз" Способ футеровки металлургических агрегатов и устройство для его осуществления
RU2687211C1 (ru) * 2018-10-25 2019-05-07 Общество с ограниченной ответственностью "Газпром проектирование" Способ повышения динамической жесткости фундамента при вибрационной нагрузке и устройство для его реализации

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP4113044A4 *

Also Published As

Publication number Publication date
EP4113044A4 (en) 2024-03-27
RU2735014C1 (ru) 2020-10-27
EP4113044A1 (en) 2023-01-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5628940A (en) Process for applying low-cement castable refractory material
EP3858491A1 (en) Method for lining metallurgical units, and apparatus for carrying out same
RU2735014C1 (ru) Способ футеровки металлургических агрегатов
RU2811006C1 (ru) Способ футеровки металлургических агрегатов
CN101921887B (zh) 一种高炉炉衬维修方法
CN113604619A (zh) 一种遥控热态湿法喷注造衬的方法
CN107299171B (zh) 一种修理高炉炉缸侧壁耐材内衬的方法及耐材衬体
KR100966243B1 (ko) 균일배합된 고강도 몰탈을 이용한 구조물 보수 보강 공법
Saxena Refractory engineering and kiln maintenance in cement plants
JP3584852B2 (ja) 高炉炉壁の熱間補修方法
Sengupta et al. Refractory design, installation, and maintenance
JP3153209B2 (ja) 耐火物の湿式吹付け施工方法
Standard Refractory Installation Quality Control–Inspection and Testing Monolithic Refractory Linings and Materials
JP2000026169A (ja) キャスタブル耐火物の施工装置及び施工方法
CN115585664B (zh) 一种环形加热炉炉底修复方法
Bowman Gunning of Basic Refractories: Improves furnace life
Dasgupta et al. Optimization of Mixer and Open Hearth Furnace Campaigns by Gunning
Moore Shotcreting monolithic steel ladle safety linings at Dofasco
KASAI et al. Recent technology of coke oven refractories
Koryt’ko et al. Monolithic lining for steel-pouring ladles
Sengupta et al. Classification and Features of Different Types of Refractories
Spirig Sprayed concrete systems in the Gotthard base tunnel
CN118031640A (zh) 一种快速拆除及砌筑回转窑耐材的高寿命修复方法
Biswas et al. Blast Furnace Refractory
Mosci INFINITY FOR CEMENT EQUIPMENT

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 20921982

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2020921982

Country of ref document: EP

Effective date: 20220926