Пути снижения расхода огнеупоров

Черная металлургия является основным потребителем огнеупоров, поэтому именно эта отрасль определяет объем выпуска огнеупоров, их ассортимент и качество. Определяющими факторами развития технологии и производства огнеупоров можно считать следующие: ориентация на выпуск высококачественных марок сталей и получение «чистого металла» (класс IF); обеспечение рентабельности металлургического и огнеупорного производства.

Удельный расход огнеупоров в черной металлургии постоянно снижается, что связано с повышением качества применяемых огнеупоров, изменением структуры сталеплавильного производства, совершенствованием систем контроля и управления технологическими процессами, а также улучшением методов ремонта и изготовления футеровки.

Стоимость огнеупоров повышенного качества окупается не только их высокой стойкостью, но и высокой стоимостью конечного продукта - стали. В связи с этими процессами непрерывно совершенствуются огнеупоры на основе МgO - С (периклазоутлеродистые), Аl₂О₃-С (глиноземоуглеродистые), Al₂O₃–SiC–C (глиноземоуглеродокарбидкремниевые), происходит интенсивное развитие огнеупоров на основе циркона ZrO₂ (диоксида циркония), ZrO₂–C (цирконоуглеродистых), бескислородных, многокомпонентных композиций и т. д. Для изготовления таких огнеупоров применяют высокочистое сырье, современное дорогостоящее оборудование. Технология производства огнеупоров значительно усовершенствована путем максимального использования возможностей каждого традиционного передела и автоматизации всех процессов огнеупорного производства контролем качества не только конечного продукта, но и технологии помола, смешения, прессования и т. д.

Удельный расход огнеупоров на 1 т металла снижается. Это связано с тем, что меняется структура сталеплавильного производства, а именно замена мартеновских печей - кислородными конвертерами и электродуговыми печами, совершенствуются методы контроля и управления процессом, совершенствуются огнеупоры, улучшаются методы изготовления и ремонта футеровки.

По практическим данным, удельный расход огнеупоров в мартеновских печах составляет около 30 кг/т стали по сравнению с 1-2 кг/т, потребляемыми в кислородных конвертерах и дуговых печах.

На отечественных заводах изготовляется более 40% мирового производства огнеупоров, расход которых в черной металлургии в расчете на 1 т стали в 3-4 раза превышает соответствующий показатель в развитых странах. Самый низкий расход огнеупоров в мире имеет Япония.

Удельный расход огнеупорных изделий (расход неформованных огнеупоров не подсчитывается) в отечественной черной металлургии составляет 32,4-26,9 кг/т стали. Это различие по сравнению с развитыми странами обусловлено высокой долей мартеновской стали, особенностями условий эксплуатации и отличиями в структуре огнеупорного производства.

Анализ ассортимента огнеупорной продукции показал, что в отечественной промышленности велика доля массовой рядовой продукции (доля шамотных изделий на 70% выше, чем в Японии) и недостаточна для наиболее эффективных высокостойких огнеупоров.

Изготовление шамотных огнеупоров за 10 лет сокращено в 10 раз, динаса – в 10 раз. Но резко возросло количество неформованных огнеупоров, периклазо-углеродистых и высокоглиноземистых огнеупоров. Высокая стоимость этих огнеупоров окупается повышением стойкости футеровки.

Для получения высокостойких огнеупоров зарубежные заводы получают сырье, стабильное по составу и свойствам в полностью подготовленном и обогащенном виде. В отечественной промышленности обогащение сырья почти не применяется.

Доля бетонных смесей, набивных и торкрет-масс значительно ниже, чем в Японии (в 3-4 раза), но очень высока доля заправочных порошков (более 20% всех огнеупоров).

На двухванной печи расход огнеупоров около 30 кг\т стали.

В Японии в конвертерах и ДСП расход огнеупоров 1-2 кг/т стали и стойкость футеровки 2-3 тыс. плавок, у нас – в 3-4 раза выше.

Снижение расхода огнеупоров в кислородном конвертере (КК)

Условия службы футеровки кислородных конвертеров в последние годы усложнились, что обусловлено повсеместным внедрением непрерывной разливки и различных методов внепечной обработки стали, которое привело к повышению температуры металла на выпуске из конвертеров и усилению химической активности шлаков. Для сохранения стойкости футеровки при минимальном расходе огнеупоров применяют ряд мер: улучшение качества огнеупоров, разработка дифференцированной кладки футеровки, внедрение рациональных режимов торкретирования футеровки и нанесения защитных шлаковых покрытий, освоение способов контроля износа футеровки, совершенствование шлакового и температурного режимов плавки, внедрение систем динамического управления процессом плавки.

В европейских странах используют большое количество периклазовых изделий на пековой и смоляной связках с относительно невысокой долей периклазоуглеродистых огнеупоров. Поэтому стойкость футеровки колеблется в значительных пределах (500-3000 плавок), в среднем составляя 1000-1500 плавок при удельном расходе огнеупоров около 2,5 кг/т стали.

В отличие от европейской практики в Японии конвертеры почти полностью выкладываются периклазоуглеродистыми огнеупорными изделиями. В результате расширения использования высококачественных периклазоуглеродистых изделий удельный расход конвертерных огнеупоров в Японии резко снизился до 1,56 кг/т стали. Средняя стойкость футеровки конвертеров в Японии составляет 2000-3000 плавок. В нашей стране расход огнеупоров в кислородном конвертере составляет 5-5,5 кг/т стали.

Для повышения качества огнеупоров применяемых в футеровке КК необходимо предпринять следующие меры:

1 Применять дифференцированную кладку футеровки (разные огнеупоры в разных частях). Осуществлять эффективный контроль продувки (каждая додувка снижает стойкость футеровки на 0,3-2 плавки) и контроль разрушения футеровки.

2 Прочность огнеупоров можно увеличить, заменив смолу пеком в качестве связующего. Это уменьшает и пористость огнеупора.

3 Применять периклазовые огнеупоры.

4 Снижение перерывов между плавками уменьшает термический удар на футеровку и увеличивает её стойкость.

5.Торкретирование.

Снижение расхода огнеупоров в ДСП

Удельный расход огнеупоров в отечественной практике составляет около 6,6-2,2 кг/т стали. Расход огнеупоров в ДСП значительно сократился, когда стали применять водоохлаждаемые панели. Они занимают 60-80% площади стен и около 80% площади свода. Панели позволили снизить расход огнеупоров в 10-15 раз.

Донный (эркерный) выпуск также позволил снизить расход огнеупоров, т.к. понижается температура металла на выпуске на 15-20 °С, и уменьшается наклон печи с 45° до 10°.

Наиболее экономичные по огнеупорам печи применяют высокостойкие периклазхромитовые из плавленых материалов и периклазуглеродистые огнеупоры. Стойкость этих огнеупоров составляет 500 плавок при удельном расходе 1-2 кг/т стали.

Снижение расхода огнеупоров разливочных ковшей

В отечественной практике расход огнеупоров ковшей составляет 3-18 кг/т и выдерживает максимум 30 наливов.

Основные огнеупоры обеспечивают чистоту стали по содержанию серы, фосфора, газов, неметаллических включений и высокую стойкость футеровки. При использовании основных огнеупорных изделий предпочитают метод спиральной (винтовой) кладки, обладающей рядом преимуществ по сравнению с традиционным кольцевым.

Известковопериклазовыми огнеупорными изделиями выкладывают футеровку ковшей для транспортирования, разливки и обработки стали. Стойкость футеровки ковшей с продувкой металла аргоном составляет от 40 до 160 наливов без промежуточных ремонтов стен или шлакового пояса.

В особо жестких условиях службы в шлаковом поясе ковшей, в которых осуществляется внепечная обработка стали, применяют износостойкие периклазоуглеродистые огнеупоры, содержащие от 5 до 20% углерода. Средний срок службы периклазоуглеродистых огнеупоров в шлаковом поясе установок типа ковш-печь составляет 30-40, достигая в отдельных случаях 60 наливов, что в 1,5-3 раза выше стойкости периклазохромитовых изделий с прямой связью.

Значительная экономия огнеупорных материалов достигается также при изготовлении монолитной футеровки методом вибролитья. Традиционные способы выполнения монолитной футеровки - пескометная набивка и автоматическое трамбование - имеют крупный недостаток, поскольку они требуют удаления изношенной футеровки после окончания кампании (в отходы уходит 30-50% огнеупорных масс). Этого недостатка лишен способ вибролитья, предполагающий возможность получения «бесконечной» футеровки при использовании тиксотропных бетонов. Стойкость футеровки из тиксотропных бетонов превышает 100 наливов.

Высокая стойкость футеровки сталеразливочных ковшей за рубежом обеспечивается применением высококачественных огнеупоров в комплексе с такими технологическими приемами, как предварительный нагрев и межплавочный подогрев футеровки, использование теплоизолирующих крышек ковшей, отсечка агрессивных шлаков, систематическое торкретирование и т. д. Так, отделение металла от шлака при выпуске плавок из конвертеров и дуговых печей способствует повышению стойкости футеровки на 20-50%.

Наиболее перспективны основные огнеупоры. Известково-периклазовые (CaO + MgO) огнеупоры позволили повысить стойкость футеровки ковшей, в которых осуществляется продувка аргоном с 40 до 160 плавок.

Поиск по сайту: