книги из ГПНТБ / Плотников Л.А. Огнеупоры в черной металлургии учеб. пособие для учащихся техникумов

Л. А. ПЛОТНИКОВ

ОГНЕУПОРЫ В ЧЕРНОЙ МЕТАЛЛУРГИИ

Д о п у щ е но Министерством высшего и среднего специального образования С С С Р в качестве учебного пособия для учащихся техникумов

М О С К В А «МЕТАЛЛУРГИЯ» 1973

Г с с . п у б л и ч н а я ндучно

У Д К 666 .76.764.669.1

Огнеупоры в черной металлургии. П л о т н и к о в Л. А. М., «Ме­

Ливерий Алексеевич Плотников

ОГНЕУПОРЫ В ЧЕРНОЙ МЕТАЛЛУРГИИ

Редактор издательства М. Р. Лановская. Художественный редактор Д. В. Орлов. Технический редактор Н. А. Сперанская.

Корректоры: Н. А. Дынина, Л. Ф. Орлова Переплет художника В. П. Осипова.

Издательство «Металлургия», Москза, 119034, 2-й Обыденский пер., 14 Владимирская типография «Согозполиграфпрома»

при Государственном комитете Совета Министров СССР

по делам издательств, полиграфии и книжной торговли Гор. Владимир, ул. Победы, д. 18-6.

„3105—107

© Издательство «Металлургия» 1973.

П Р Е Д И С Л О В И Е

В соответствии с Директивами XXIV съезда КПСС перед работниками черной металлургии поставлена боль­ шая задача по улучшению качества и увеличению выпу­ ска металлопродукции.

Советским металлургам необходимо довести в 1975 г. выплавку стали до 142—150 млн. т и производство гото­ вого проката до 101 —105 млн. т и выполнить ряд других важных задач: увеличить выпуск экономичных видов проката, гнутых и фасонных профилей, проката из вы­ сококачественной и легированной стали, а также прове­ сти ряд мероприятий по повышению качества производи­ мой стали. Директивами XXIV съезда КПСС предусмот­ рено строительство доменных печей объемом до 5000 м 3 и 350-г кислородных конвертеров.

Успешно разрешить эти задачи можно лишь при ус­ ловии правильного применения высококачественных ог­ неупорных материалов и изделий, из которых конструи­ руют и возводят стойкую футеровку металлургических печей. Высокая стойкость футеровки — один из главных факторов, определяющих экономику работы металлурги­ ческих предприятий, на нужды которых расходуется ~50—55% выпускаемых огнеупоров. Отсюда вытекает необходимость углубленного изучения свойств и приме­ нения огнеупоров студентами металлургических техни­ кумов и практическими работниками предприятий чер­ ной металлургии.

В этой книге кратко охарактеризованы главные ра­ бочие свойства огнеупоров, применяемых в черной ме­ таллургии, и изложены условия их службы в металлур­ гических печах, что позволяет правильно выбрать огне­ упоры для конкретных металлургических процессов.

5

развивающуюся номенклатуру выпускаемых в настоя­ щее время огнеупорных изделий, а также совершенство­ вание научных основ их применения для черной метал­ лургии, в которой непрерывно изменяются существую­ щие технологические процессы и возникают новые.

Новые технологические процессы в черной металлур­ гии требуют оригинального подхода к выбору соответст­ вующих огнеупорных изделий, необходимых для наибо­ лее успешного его осуществления.

Автор стремился устранить параллелизм с содержа­

принципы выбора и применения огнеупоров в черной ме­ таллургии.

Сведения справочного характера даны в книге лишь в минимально необходимом объеме, позволяющем пра­

ских техникумов, уже изучивших курс технологии огне­ упоров. Поэтому технологические сведения о производ­ стве огнеупоров здесь приводятся лишь в отдельных случаях, когда это необходимо для правильного пони­ мания процесса службы огнеупоров в металлургических печах.

В сжатом виде описаны современные достижения в области применения огнеупоров в металлургии, что может представить интерес для студентов металлурги­ ческих вузов и работников металлургических пред­ приятий.

Кроме перечисленной в списке литературы, при на­ писании книги использованы многочисленные статьи различных авторов, помещенные в журналах «Огнеупо­ ры», «Металлург», «Металлургическая и горнорудная промышленность» и «Бюллетень института «Черметинформация» за последние годы.

В связи с тем что согласно ГОСТ 9867—61 Междуна­ родная система единиц измерения применяется в СССР

как предпочтительная, все расчетные уравнения и чис­ ловые значения величин приведены в этой системе, а в скобках даны значения этих же величин в системе

мкгсс.

6

восстановительными химическими свойствами и образу­ ющиеся в горне печи при сгорании топлива в смеси с го­ рячим воздухом, нагретым до 900—1200° С. В зоне горе­ ния топлива перед воздушными фурмами температура газов достигает 1850—1950° С. При движении вверх га­ зы постепенно охлаждаются, и температура их при этом значительно снижается: в средней части шахты она со­ ставляет 750—900° С, в верхней 300—700° С.

В шахте доменной печи огнеупорная кладка (футе­ ровка) постепенно разрушается, что объясняется меха­ ническим воздействием опускающейся шихты и возни­ кающими при этом ударами и истиранием; отложением в порах кирпича сажистого углерода и окиси цинка, дей­ ствием температурных и химических факторов, напри­ мер паров щелочных окислов.

Следовательно, кирпич, применяемый для кладки шахты доменных печей должен отличаться следующими свойствами:

а) высокой плотностью; б) высокой механической прочностью, а также пра­

вильной формой и точностью размеров; в) отсутствием в своем составе катализаторов хими­

ческой реакции.2СОч=ьС02+С, вызывающей отложение сажистого углерода, в порах огнеупорной футеровки.

7

Рассмотрим подробнее условия службы огнеупорной футеровки шахты доменной печи и механизм ее износа.

пористости доменных шамотных огнеупоров их механи­ ческая и химическая стойкость повышается.

Для увеличенияпродолжительности кампании домен­ ной печи необходимо осуществлять мероприятия, осно­ ванные на знании и понимании процессов износа огне­ упорной футеровки под действием механических, тепло­ вых и химических факторов.

8

Обычно о состоянии футеровки шахты доменной печи судят по температуре ее нагрева, определяемой в раз­ личных точках печи при помощи термопар. Для этого во время строительства новых и ремонта действующих пе­ чей необходимо в кожухе печи высверлить многочислен­ ные отверстия, а также смонтировать контрольно-изме­ рительную аппаратуру — много термопар, пирометриче­ ских милливольтметров и т. п. Применение радиоак­ тивных изотопов позволяет бесконтактным методом получать в любое время практически точные данные о ве-

1)огнеупорная кладка шахты доменной печи наибо­ лее интенсивно изнашивается в первые четыре месяца ее эксплуатации;

2)по высоте и сечению кладка выгорает неравно­

мерно.

При доменной плавке цинксодержащих руд иногда наблюдаются случаи разрыва кожуха шахты доменных печей, происходящие обычно в ее верхней, наименее прочной части. Увеличение зазора между кладкой и ко­ жухом, заполнение зазора легко деформируемым мате­ риалом и прочие профилактические меры не прекраща-

9