УДК 669.013.5:66.043
ПРАКТИКА ПРИМЕНЕНИЯ ОГНЕУПОРНЫХ МАСС В ДОМЕННОМ ЦЕХЕ ОАО «ТУЛАЧЕРМЕТ»
© Юрин Николай Иванович, главный доменщик, e-mail: niu@tulachermet.ru;_
Федоренко Дмитрий Васильевич, начальник производственно-технического отдела, e-mail: domna@tulachermet.ru;
Санкин Александр Николаевич, начальник доменного цеха;
Вакулина Татьяна Борисовна, ведущий специалист ЦЛХТиТК;
Кошелев Николай Николаевич, старший мастер доменного цеха
ОАО «Тулачермет». Россия, г. Тула
Статья поступила 30.04.2015
Освещены результаты применения в условиях ОАО «Тулачермет» неформованных огнеупорных масс для футеровки доменных печей, низкоцементных наливных бетонов для системы желобов и крышек укрытий на литейном дворе, высокостойких леточных масс разных производителей. Приведены результаты многолетнего использования бетонов для футеровки главных желобов. Проанализированы факторы, влияющие на стойкость футеровки, и разработаны способы решения технических и организационных вопросов, позволивших обеспечить увеличение стойкости желобов, стабильную их работу, улучшение условий труда. Обобщены результаты применения леточных масс. Показаны новые технические решения, направленные на повышение технико-экономических характеристик и на продление ресурса работы доменных печей. В частности, рассматривается опыт применения инновационной технологии монтажа огнеупорных материалов, заключающийся в изготовлении комбинированной бетонной футеровки, предварительно нанесенной на поверхность холодильников вне печи.
Ключевые слова: доменная печь; желоба; огнеупорные массы; наливные бетоны; лёточные массы; футеровка; стойкость.
Согласно комплексной программе технического перевооружения доменного производства ОАО «Тулачермет» были разработаны и внедрены новые технические решения по изготовлению футеровки - использование неформованных огнеупорных масс для доменных печей (ДП), низкоцементных наливных бетонов для системы желобов и крышек укрытий на литейном дворе, высокостойких леточных масс.
Главные и транспортные желоба. Наливные низкоцементные бетоны для футеровки главных желобов применяются с октября 2003 г. после реконструкции литейного двора ДП-3 объемом 2200 м3, транспортных желобов - с июля 2004 г. Футеровка двух главных желобов и крышек укрытий первоначально выполнялась бетонами фирмы Beck u. Kaltheuner (Германия). В дальнейшем для футеровки главных желобов использовали бетоны российских производителей (фирм ООО «Кералит» и ООО «Огнеупорные технологии»), а также выполнены опытно-промышленные испытания масс фирм TRB (Франция) и Seven Refractories (Словения). В настоящее время на одном из главных желобов ДП-3 вновь используется
Тулачермет
бетон фирмы Beck u. Kaltheuner. Футеровка второго желоба и всех транспортных желобов выполнена бетоном фирмы «Кералит».
Перед использованием все предлагаемые поставщиками огнеупорные бетоны и торкрет-массы проходили испытания на шлаковом транспортном желобе. В случае успешного испытания заключались контракты на поставку масс для главных желобов (фирмы «Кералит», TRB, Seven Refractories). Испытания бетонов компаний Группа Магнезит, ОАО «Динур», ООО «Изометика» для футеровки транспортного желоба показали недостаточную их стойкость при взаимодействии с продуктами плавки, вследствие этого для главных желобов такие бетоны не использовали.
В первоначальный период эксплуатации средняя стойкость главных желобов в условиях нашего предприятия по законченным кампаниям была низкой и составляла 115— 145 тыс. т чугуна. Имели место неоднократные прогары футеровки в местах стыков металлоконструкций, которым предшествовало образование глубоких трещин в футеровке. По мере устранения ряда проблем, обусловленных конструкцией и способом охлаждения желобов, технологией проведения промежуточных ремонтов, а также в результате обучения обслуживающего персонала средняя стойкость постоянно возрастала (рис. 1). В 2009-2015 гг. она достигла 550 тыс. т чугуна, удельный расход материалов -
<
о ж
я ■Н
X
£
<
0J £
0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1
123456789 10 11 12 13 1415 16 17 18 19 20 21 22
—I—I—I—I—I—I—I—I—I—I—I—I—I—I—I—I—I—I—I—I—I—
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 1415 16 17 1819 20 21 22
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22
Рис. 1. Динамика изменения показателей работы главных желобов ДП-3 по кампаниям: 1 - желоб № 1 (1-15 - футеровка фирмы Beck u. Kaltheuner; 16-22 -фирмы «Кералит»); 2 - желоб № 2 (1-6 - футеровка Beck u. Kaltheuner; 7-14 -фирмы «Огнеупорные технологии»); 3 - желоб № 2 после капремонта (1-4 - футеровка Beck u. Kaltheuner; 5 - TRB; 6, 8-9 - «Кералит»; 7 - «Кералит» + Seven Refractories; 10 - Beck u. Kaltheuner)
0,32 кг/т. Наилучшие результаты получены при использовании бетонов и торкрет-масс фирм «Кералит» и Beck u. Kaltheuner. Максимально достигнутая межремонтная стойкость составила 645 тыс. т чугуна, удельный расход материалов на ремонт по законченным кампаниям - 0,29 кг/т чугуна, а общие расходы с первоначальной установкой арматурного и рабочего слоев не превышали 0,35 кг/т чугуна. На сегодня оптимальным вариантом футеровки системы желобов ДП-3 с учетом соотношения «цена-качество» являются огнеупорные материалы фирмы «Кералит».
В процессе эксплуатации желобов были решены технические и организационные вопросы, позволившие повысить их стойкость, обеспечить стабильную их работу и улучшение условий труда. Во избежание образования трещин и прогаров футеровки отдельные позиции металлоконструкций желоба, первоначально соединенные болтами, были жестко закреплены сваркой.
Усовершенствована система охлаждения металлоконструкций: естественное охлаждение, неэффективное из-за перекрытия продуктами плавки отверстий для охлаждения желоба, заменено принудительным (сжатым воздухом). Закуплено оборудование для подготовки желобов к ремонту (мини-экскаватор фирмы Hundai), что позволило при ремонтах полностью удалять измененный (инфильтрованный) слой огнеупоров и исключить сколы футеровки. Отработана технология проведения промежуточных ремонтов. Внедрена автоматическая система контроля износа футеровки главных желобов с установкой термопар в наиболее нагруженных зонах желоба.
Схема проведения ремонтов желобов предусматривает восстановительный ремонт футеровки подливкой бетона по окончании кампании, торкретирование в промежутке между ремонтами после каждой смены желобов (через 7 сут. работы, в среднем 30 тыс. т чугуна) и промежуточную подливку бетоном их передней части в середине кампании. За все время работы желобов ремонт арматурного слоя бетона не производился.
В течение 11,5 лет эксплуатации главных желобов с бетонной футеровкой выпущено около 8 млн т чугуна через каждый желоб. Выполнено по одному капитальному ремонту каждого из них с заменой металлоконструкций и изготовлением арматурного и рабочего слоев футеровки.
Капитальный ремонт желоба № 2 выполнен в 2007 г. после четырех лет эксплуатации. Выпущено 2,5 млн т чугуна, проведено 14 кампаний. Максимально достигнутая стойкость - 351 тыс. т, средняя стойкость - 191 тыс. т чугуна. Для изготовления и ремонтов рабочего слоя футеровки применяли бетоны и торкрет-массы фирм Beck u. Kaltheuner (2003-2004 гг.), «Огнеупорные технологии» (2004-2007 гг.). Необходимость проведения капитального ремонта была вызвана неудовлетворительным состоянием металлоконструкций желобов и повышенным расходом огнеупорных материалов на проведение промежуточных ремонтов. Компенсационные зазоры на обоих стыках металлоконструкций увеличились до 200 мм вместо первоначального размера 30 мм. Металлоконструкции, особенно средней секции, сильно деформировались, первая секция
сместилась в сторону манипулятора. Во время ремонта выполнена футеровка бетоном фирмы Beck u. Kaltheuner.
Желоб № 1 до капитального ремонта в 2014 г. эксплуатировался в течение 10,5 лет, пропущено 8,4 млн т чугуна, проведено 22 кампании. Максимально достигнутая стойкость - 644 тыс. т, средняя стойкость - 568 тыс. т чугуна. Удельный расход материалов с учетом первоначальной заливки составил 0,35 кг/т чугуна. Для изготовления и ремонтов рабочего слоя футеровки применяли бетоны и торкрет-массы фирм Beck u. Kaltheuner (2003-2008 гг.) и «Кералит» (2009-2014 гг.). Капитальный ремонт проведен после двух прогаров желоба, произошедших с интервалом в три месяца. В обоих случаях инциденты происходили в одном месте - в первом стыке металлоконструкций желоба из-за их деформации. При первом прогаре произошло смещение металлоконструкции в горизонтальном направлении и увеличение зазора на 40 мм. При втором прогаре зазор увеличился вдвое, смещение металлоконструкций произошло в вертикальном направлении за счет «проседания» первой от печи позиции желоба. Новый желоб был зафутерован бетоном фирмы «Кералит».
Съемные желоба. В системе желобов литейного двора одними из узких мест, где наиболее часто выполнялись ремонты, оставались крестовина и носки чугунных и шлаковых транспортных желобов. Средняя стойкость крестовины не превышала 30 сут., после чего необходимо было проводить промежуточные ремонты. Изготовление традиционной бетонной футеровки трудоемко, так как требует монтажа сложных по конфигурации шаблонов и может быть выполнено только во время плановых остановок печи на ремонт III разряда продолжительностью не менее трех суток. Отсутствие возможности своевременно произвести ремонт изношенных участков желоба неоднократно приводило к образованию глубоких разгаров футеровки в межремонтный период, к полному ее прогару и уходу продуктов плавки через стык металлоконструкций. Стойкость носков шлакового желоба также не превышала 30 сут.
В связи с этим по предложению специалистов фирмы «Кералит» было разработано и внедрено новое технологическое решение, позволяющее значительно увеличить стойкость этих участков. Носки и крестовина, предварительно изготовленные на огнеупорном заводе фирмы «Кералит» методом виброформования из низкоцементного бетона, в виде готового съемного из-
делия устанавливались в систему желобов ДП-3. Полностью готовые к использованию съемные изделия прошли обжиг при высокой температуре в условиях завода-изготовителя, поэтому и
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.