книги из ГПНТБ / Заверюха, Н. В. Разливщик стали учеб. пособие

разливки на стационарном стенде устанавливают и центрируют промежуточный ковш относительно оси железнодорожного пути, на который подают состав с изложницами. В процессе разливки стали состав с изложницами передвигают реечным толкателем и в про­ дольном направлении центрируют относительно осей каналов раз­ ливочных стаканов промежуточного ковша.

При двухрядном расположении изложниц на тележках приме­ няют промежуточные ковши с двумя стопорами. Во время разливки стали промежуточные ковши перемещают в поперечном направлении

4 — тележка; 5 — толкатель; 6 — разливочная площадка

на специальной тележке и центрируют над каждой тележкой относительно продольной оси состава. Состав с изложницами в процессе разливки передвигают толкателем, одновременно изложницы цен­ трируют относительно осей стаканов промежуточного ковша.

В рабочем состоянии промежуточный ковш накрывают крышкой, зафутерованной с внутренней стороны и имеющей два отверстия с керамическими вставками. Через эти отверстия промежуточный ковш наполняют жидким металлом из двухстопорного сталеразли­ вочного ковша.

Промежуточные ковши футеруют в два ряда, днище — в три ряда. Броневой (арматурный) ряд выполняют нормальным кирпи­ чом на плашку, а рабочий ряд выкладывают из универсального лекального кирпича. Дно футеруют донным или нормальным кирпи­ чом. Разливочные стаканы устанавливают в специальные гнездовые кирпичи. Промежуточный ковш после футеровки, установки ста­ канов и стопоров помещают на стенд для сушки и нагрева,

40

Эксплуатация двух-, трех- и четырехстопорных промежуточных ковшей значительно ускоряет разливку плавки, повышает стойкость больших сталеразливочных ковшей, увеличивает пропускную спо­ собность разливочного пролета, снижает количество брака.

Стопоры промежуточных ковшей поднимают и опускают спе­ циальными механизмами. После разливки стали промежуточные ковши краном снимают на пол разливочного пролета, где их подго­ тавливают к очередной разливке: снимают вилки и направляющие стопорных механизмов, после чего удаляют из ковша остатки ме­ талла и шлака. Старые стаканы убирают из ковша или гидравли­ ческим прессом, или опуская ковш на специальный штырь, который выдавливает стаканы. Скрап и шлак удаляют краном. Промежуточ­ ный ковш, очищенный от скрапа, шлака и стаканов, ремонтируют — исправляют футеровку днища и стенки. Затем в ковш устанавливают гнездовые кирпичи, стаканы и стопоры. Отремонтированный ковш помещают на рабочий стенд, накрывают крышкой, хорошо просу­ шивают и нагревают до 800° С.

Средний срок службы промежуточного ковша составляет 10—15 плавок, после чего всю футеровку заменяют. Емкость промежуточ­ ных ковшей при разливке сверху должна быть кратной числу излож­ ниц на одной вагонетке или одном поддоне. Емкость ковшей для непрерывной разливки определяется наибольшим временем, в тече­ ние которого металл может сохраняться в жидком состоянии.

Сталевыпускные желоба

Из мартеновской печи сталь вытекает в ковши по желобу. Стале­ выпускные желоба в зависимости от способа присоединения их к сталевыпускным отверстиям печей делятся на несъемные и съем­ ные.

Несъемные желоба стационарных печей имеют в нижней части отверстие, которое по окончании выпуска металла пробивают для спуска лишнего шлака. Шлак через отверстие сходит в установлен­ ную под желобом шлаковую чашу. Несъемные желоба отделяют от агрегата только при ремонте печей и подин.

Съемные сталевыпускные желоба (рис. 38) краном снимают после каждого выпуска плавки и устанавливают на пол разливочного пролета. Здесь их осматривают и при необходимости ремонтируют футеровку. Для очередного выпуска стали их вновь присоединяют (приращивают) к сталевыпускному отверстию печи. Съемные желоба бывают одинарные — с выпуском металла в один ковш, раздвоен­ ные — с выпуском металла одновременно в два ковша и тройные —■ с выпуском металла одновременно в три ковша. В зависимости от расположения агрегатов и оборудования раздвоенные желоба делают симметричными (оба рукава желоба одинаковы по длине и конфи­ гурации) и асимметричными (рукава различны по длине и конфи­ гурации). Тройные желоба выполняют симметричными.

Съемные сталевыпускные желоба облегчают уход за сталевы­ пускным отверстием, к которому открыт свободный доступ, улуч-

41

таю т условия труда каменщиков и подручнЫх сталевара. Кроме того, очистка и ремонт съемных желобов проще, чем несъемных. Однако эксплуатация съемных желобов требует дополнительных

Рис. 38. Типы сталевыпускных желобов:

- одинарный; б — двойной асимметричный; в — двойной симметричный; г — тройной

Рис. 39. Устройство для распределения стали между двумя ковшами (типа ММК):

1 — верхний кирпич устрой­ ства; 2 — нижний кирпич устройства; 3 — поворотная вилка; 4 — стержень для крепления кирпича

затрат кранового времени на снятие, подъем и установку (если печи не оборудованы специальными консольными кранами), а также затрат времени и труда на присоединение желоба к печи.

42

На некоторых заводах сталевыпускные желоба снимают и уста­ навливают специальными траверсами. Тройные и двойные желоба снабжены скобами для захвата их краном. Желоба с длинными ру­ кавами поддерживаются консолями, которые крепятся к задней площадке печи.

При выпуске стали через раздвоенные и тройные желоба большое значение имеет равномерное распределение металла по ковшам.

сталевыпускных желобов на разных заво­ дах различны— от 5 до 25 и более плавок. Для повышения стойкости

желобов применяют обмазочную массу, состоящую из 88% хромо­ магнезитового порошка (полученного из боя кирпича) и 12% гли­ ноземистого цемента. Влажность массы 7—8%.

Футеровку сталевыпускных желобов делают таким образом, чтобы кирпич выступал над каркасом желоба, особенно со стороны носка; это предохраняет каркас желоба от закозления. Сталевы­ пускные желоба лучше футеровать фасонными огнеупорными бло­ ками, что снижает расход огнеупоров и облегчает труд каменщиков.

Стык желоба и арматуры печи можно заделывать лишь в том случае, если на задней площадке печи нет настылей, а у сталевы­ пускных отверстий имеются зафутерованные защитные «фартуки». Защитные «фартуки» лучше выкладывать специальными графито­ выми цельными блоками. Шлак и металл не пристают к графиту,

43

и такие фартуки легко очищаются. При установке желоба необхо­ димо следить, чтобы крюки арматурной плиты захватывали цапфу желоба. Если желоб плохо закреплен,струя металла при выходе из печи сместит его или разрушит стыковую связь желоба, и металл уйдет под желоб.

Кирпичную футеровку сталевыпускных желобов упрочняют спе­ циальной набивкой верхнего ее слоя. Пока хорошую набивку уда­ лось получить только в одинарных желобах. Дно желоба по броне выравнивают шамотной массой, выкладывают на ней один ряд ша­ мотным кирпичом (230 мм) на плашку и второй ряд — крупным кирпичом. Затем устанавливают опалубку и производят набивку из смеси магнезитовой огнеупорной массы и огнеупорного цемента. Толщина слоя набивки на дне желоба составляет 200 мм, на боковых стенках 100 мм. Для отвода влаги во время сушки набивки в донной части кожуха желоба делают вентиляционные отверстия. Хорошая просушка гарантирует спекание массы в монолитное покрытие, а тщательная очистка желоба после каждого выпуска металла и своевременная подмазка выработанных при выпуске плавки мест обеспечивает длительный срок службы •— до 200 плавок. Желоба со свежей набивкой следует сушить в специальных печах.

Качающиеся мартеновские и электросталеплавильные печи обо­ рудованы сталевыпускными желобами, прикрепленными к кожуху агрегата. Из конвертера металл сливают в сталеразливочный ковш, наклоняя его, или через специальное отверстие (в больших кисло­ родных конвертерах). Металл, выплавленный в индукционных пе­ чах, сливают в ковш через носок тигля. Разливку производят из ковша или непосредственно из тигля.

Сталеразливочный припас

К сталеразливочным огнеупорам, огнеупорным изделиям и мате­ риалам относятся все виды огнеупоров, с которыми соприкасается жидкая сталь с момента выпуска ее в ковш и до разливки в излож­ ницы (рис. 41). Ковшевой кирпич изготовляется из шамота и полукислых материалов по ГОСТ 5341—58. Для получения плотных швов при футеровке ковшей применяют лекальный кирпич и в зави­ симости от емкости ковша и его диаметра подбирают по ГОСТ ковше­ вой кирпич соответствующих марок. Гнездовой ковшевой кирпич из шамота и полукислых материалов служит для установки разли­ вочного стакана. Срок службы гнездового кирпича 3—8 плавок.

В настоящее время применяют огнеупоры полусухого прессова­ ния, удовлетворяющие высоким требованиям разливки металла. Опыты применения высокоглиноземистых огнеупорных изделий при разливке стали показали, что износ их меньше, чем шамотных. Стойкость футеровки сталеразливочных ковшей из каолинового кирпича превышает стойкость шамотной футеровки на 33,0%.

Пробки для стопора изготовляют из высокоглиноземистого ша­ мота (содержание глинозема до 42%) и из шамота, обогащенного каолином, или из смеси шамота и графита, шамота и термоантрацита.

44

ГОСТ 5500—64 предусмотрены марки и размеры стопорных трубок и пробок для наборки стопоров в зависимости от емкости ковша; чем больше емкость, тем выше номер марки в соответствии ЧМТУ

5202—55.

Для разливки металла из ковшей емкостью 30—90 т применяют шамотные стаканы с магнезитовой втулкой (рис. 42, а). В проме­ жуточные ковши устанавливают шамотные стаканы, в промежуточ­ ные ковши при непрерывной разливке стали — высокоглинозе­ мистые вставки. При разливке плавок из ковшей большой емкости применяют обожженные и безобжиговые магнезитовые стаканы.

Габаритные размеры магнезитовых сталеразливочных стаканов марки СП-18Б приведены на рис. 42, б.

Из рис. 43 показан сифонный припас. При сифонной разливке для распределения стали от центрового литника по каналам сифон­ ного кирпича служат звездочки. Они имеют центральное отверстие, в которое поступает сталь из центрального литника и затем по не­ скольким (2—8) боковым отверстиям, сообщающимся с каналами сифонного кирпича, она идет в изложницы. Размеры и формы звездо­ чек, а также других изделий сталеразливочного припаса, если они изготовлены из шамота или полукислых материалов, должны соот­ ветствовать ГОСТ 5498—50.

Центровые трубки применяют для сборки центрального литника, их набирают на растворе и закрепляют в центровой. Воронки (лейки) устанавливают на центральный литник и служат они для приема стали из ковша в центровой литник.

Пролетный сифонный кирпич укладывают в канавку поддона. Вдоль кирпича идет сквозной канал, через который сталь течет от

а с другой — боковое отверстие для поступления стали в изложницу. Сифонный кирпич имеет одинарный замок. Буртик входит в паз, в результате чего при укладке в канавки поддонов в стыке двух си­ фонных кирпичей образуется плотный шов и устойчивое положение одного кирпича по отношению к другому. Удельный расход сифон­ ного кирпича зависит от массы отливаемых слитков и от числа их на поддоне. Чем меньше масса слитка, тем выше удельный расход огнеупоров.

Огнеупорные растворы

Огнеупорные растворы, применяемые для футеровки ковшей, желобов, наборки стопоров, установки стаканов и других целей, должны обладать определенным комплексом свойств (огнеупор­ ность, схватываемость, отсутствие роста и усадки при обжиге и сушке, неспособность пригорать к металлу, необходимая консистенция). Основная составляющая часть раствора — огнеупорные запол­ нители, пластификаторы и химическая связка. Последние выпол­ няют роль ускорителей схватывания при нагреве. В качестве связки обычно применяют силикат натрия (жидкое стекло), фосфаты, жидкое

46

сернокислое железо и сульфатный щелок. Количество химической связки в огнеупорных растворах составляет 1—10%.

Пластификаторы в растворах удерживают увлажненные огне­ упоры во взвешенном состоянии и уменьшают их отставание от обра­ батываемой поверхности. В качестве пластификаторов таких огне­ упорных растворов используют пластическую глину (до 30%), бентонит (не менее 6%).

Для того чтобы кирпичи в кладке были прочно связаны друг с другом, швы и неплотности между ними заполняют огнеупорными растворами. По химическому составу и огнеупорности растворы должны приближаться к огнеупорным кирпичам или изделиям, которые они связывают.

Огнеупорным раствором принято считать затворенный водой мертель, состоящий из связывающей огнеупорной глины и отощаю-* щих огнеупорных материалов, смешанных в сухом виде, однородных с материалами, из которых производится кладка. Для шамотной кладки, например, отощающей частью может быть молотый шамот, мелкий кварцевый песок. Сухой мертель перед употреблением увлаж­ няют водой до необходимой консистенции.

Мертели, применяемые при кладке ковшей и желобов, состоят из огнеупорной глины, шамотного порошка с размером зерна 1—2 мм, кварцевого песка и графита.

При изготовлении растворов и масс с жидким стеклом прежде всего растворяют в воде жидкое стекло (10 кг жидкого стекла на 100 л воды), затем полученным раствором увлажняют глину, добав­ ляя графит или хорошо перемешанную смесь графита и шамота. Массы с жидким стеклом быстро твердеют, поэтому готовят их не более, чем на сменную потребность. Однако такие массы довольно прочно пригорают к слиткам, центровым, проводкам, что затрудняет разборку (очистку) поддонов.

Для приготовления массы применяют также сульфитцеллюлозный экстракт. Сначала в 100 л воды, нагретой до 80° С, растворяют 10 кг экстракта. Сухие материалы перемешивают, затем порциями около 1 т разбавляют полученным раствором. Массы, приготовлен­ ные на воде, водном растворе жидкого стёкла и сульфитцеллюлозном экстракте, необходимо хранить в ящиках, накрытых мокрым хол­ стом, рогожами.

При наборке поддонов, стопоров, установке стаканов, ремонте сталевыпускных желобов используют тестообразные массы.

Футеровка сталеразливочных ковшей

Яма для ремонта ковшей

Кладку огнеупорной футеровки сталеразливочных ковшей (хо­ лодный ремонт) производят в специально оборудованных местах, обычно в торцах разливочных пролетов. Место для ремонта пред­ ставляет собой железобетонное восьмигранной формы углубле­ ние (яму) ниже пола разливочного пролета, в которое опускают

47

ремонтируемый ковш (рис. 44). Для выполнения всех работ по по* даче огнеупорных материалов в ковш у ремонтной ямы 1 имеется консольно-поворотный кран 2 грузоподъемностью до 5 т. Песок, глину, шамотный порошок со склада транспортером 3 подают в рас­ творомешалку 4. Приготовленный раствор поступает в приемную коробку 5, откуда растворонасосом 6 подается по шлангу 7 в ковш. Кирпич (либо прямо с огнеупорного завода, либо со склада) по­ дают к ремонтной яме в контейнерах 8 грузоподъемностью 15 т,

где укладывают также несколько пакетов огнеупорного кирпича или несколько малых контейнеров. На 60-т железнодорожной плат­ форме 9 установливают три таких контейнера, либо прямо на плат­ форму укладывают пакеты огнеупорного кирпича массой 3—5 т, увязанные обручным железом. Из платформы контейнеры снимают 75-т блоком разливочного крана и расстанавливают на специальной платформе возле ямы в радиусе захвата консольного крана 2.

Пакеты, поступающие в цех на железнодорожных платформах, разгружают с помощью автопогрузчика (см. рис. 16).

Малые контейнеры-поддоны 10 снимают консольным краном, пакеты могут подаваться непосредственно в ремонтируемый в яме ковш. Если большие контейнеры не составлены из малых, то кирпич у ямы укладывают на малые контейнеры — поддоны вручную и подают в ковш к месту работы. Дно ремонтной ямы имеет углубле­ ние (приямок) 11, где стоит коробка, в которую через отверстие для стакана удаляется образовавшийся в процессе ремонта мусор. Камен-

48

щики, производящие ремонт, находятся йа механизированной столе 12, который передвигается по вертикали (вверх и вниз). Это устройство заменяет разборные леса.

Зазор между ковшом и бортами ямы закладывают специальными металлическими листами на шарнирах.

Футеровка ковшей

При постоянном росте производительности сталеплавильных цехов повышается потребность в сталеразливочных ковшах. Для ускорения оборачиваемости ковшей и повышения их стойкости в разливочных пролетах усовершенствуется и создается новая тех­ нология подготовки ковшей к принятию металла главным образом по повышению стойкости футеровки и организации скоростных ремонтов ковшей.

В табл. 3 приведены данные о толщине огнеупорной кладки в зависимости от емкости ковшей. В 50—90-т ковшах футеровку вы­ полняют в два пояса нижнего и верхнего; в 130—250-т ковшах — в три пояса; в 280—480-т ковшах футеровку выполняют в 4 и 5 поясов, что способствует равномерному износу кирпича.

Огнеупорную кладку сталеразливочных ковшей выполняют из шамотного кирпича в два ряда: арматурного, который является кон­ трольным (его кладут непосредственно по металлическому кожуху ковша) и рабочего, выкладываемого по арматурному ряду. Дно ковша футеруют в три, четыре и пять рядов, из которых один ряд наружный считается рабочим.

Рабочий ряд футеровки сталеразливочных ковшей большой емкости по мере износа заменяют полностью через 15—-18 плавок. Применение для кладки ковшей кирпича полусухого прессования повышает их стойкость до 20 наливов. Арматурный (контрольный) ряд, выложенный из специального лекального кирпича, заменяют через 12— 18 месяцев работы.

Общепринятый способ кладки футеровки следующий. На метал­ лическую часть днища наносят слой густого раствора толщиной 10— 15 мм, на который укладывают первый ряд донного ковшевого кирпича. Продольные швы направлены к отверстию для стакана. На первый ряд дна ковша кладут вперевязку второй ряд ковшевым донным кирпичом; на второй ряд по стенке укладывают арматурный ряд (контрольный) из специального лекального кирпича. Между кожухом ковша и кладкой оставляют зазор 10— 12 мм, заполняемый густым раствором. После укладки арматурного ряда продолжают кладку третьего ряда дна ковша ковшевым донным кирпичом впере­ вязку со вторым рядом. На третий ряд дна укладывают рабочий ряд кладки стенки ковша из универсального лекального кирпича и затем рабочий ряд дна. Для того чтобы кладка дна ковша была удовлетворительной броня днища не должна быть деформированной.

Кладку горизонтально расположенных колец по высоте ковша можно выполнять различными методами. Был предложен так на­ зываемый винтообразный беззамковый способ футеровки сталераз-