Способы повышения стойкости и надежности работы футеровки вакуум-камер в ОАО «НТМК» Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

УДК 669.04

Д.В. Корюков, В.В. Левчук, А.А. Метелкин, О.Ю. Шешуков, И.В. Некрасов, Л.А. Маршук

ОАО «Нижнетагильский металлургический комбинат», НТИ(ф) ФГАОУ ВПО «(Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина», Учреждение Российской академии наук Институт металлургии УрО РАН, г. Екатеринбург

СПОСОБЫ ПОВЫШЕНИЯ СТОЙКОСТИ И НАДЕЖНОСТИ РАБОТЫ ФУТЕРОВКИ ВАКУУМ-КАМЕР В ОАО «НТМК»*

Существующая технология выплавки транспортного металла в ОАО «НТМК» включает в себя обработку металла на циркуляционном вакууматоре, которая предназначена для дегазации металла и улучшения его свойств.

Для организации стабильности технологии вакуумирования необходима надёжная работа вакуум-камеры, срок службы которой определяется состоянием футеровки. Типичная схема футеровки представлена на рис. 1.

Футеровка вакуум-камеры состоит из трех слоев: 1 - теплоизоляционный (силикатно-кальциевые плиты); 2 - арматурный (легковесный и высококачественный шамотный кирпич); 3 - рабочий (периклазохромитовый кирпич на основе плавленого или спеченного материала).

Регламентирующим показателем стойкости и наиболее дорогостоящей является внутренняя футеровка патрубков и нижняя часть вакуум-камеры, поэтому важно стремится к повышению стойкости этих элементов футеровки.

На стойкость огнеупорной футеровки влияют различные факторы, которые условно можно разделить на:

* Статья подготовлена при финансовой поддержке проекта «Создание новых материалов - металлизованного концентрата и магнезиальных шлаковых смесей путем переработки минерального сырья, содержащего карбонаты железа и магния для применения в сталеплавильном производстве», выполняемого в рамках программы ОХНМ-5 РАН «Создание новых видов продукции из минерального и органического сырья», НШ-5253-2010.3 «Физико-химические основы пирометаллургических процессов переработки комплексных руд и техногенных отходов».

© Корюков Д.В., Левчук В.В., Метелкин А.А.,

Шешуков О.Ю., Некрасов И.В., Маршук Л.А., 2010

- конструктивные и механические, т.е. конструкция вакуума-тора, патрубков, их крепление, диаметр, расположение сопел и др.;

- технология вакуумирования, т.е. глубина вакуума, время вакуумирования, межплавочные простои, сортамент металла, использование нейтрализатора, параметры продувки аргоном;

- физико-химические свойства огнеупорных изделий.

В ОАО «НТМК» было разработано несколько мероприятий по повышению стойкости погружных патрубков вакуум-камеры на RH № 1 и 2.

1. На RH № 1 планируется испытать и при положительных результатах внедрить новую схему футеровки (рис.1 и 2). Во время эксплуатации существующей схемы футеровки металлоконструкция патрубков и металлическая поддерживающая полочка испытывают термическое воздействие и деформацию. В результате происходит смещение огнеупорных колец, из которых выполнена внутренняя футеровка, и раскрытие горизонтальных швов. При обработке стали жидкий металл и шлак просачиваются в образовавшийся зазор в горизонтальных швах огнеупорной кладки патрубков, между бетоном и рабочей футеровкой, 1-2 и 2-3 кольцами, локально (по окружности) разрушая футеровку (рис.3). Разгары между швами огнеупорных колец не поддаются локальному горячему ремонту - торкретированию, поэтому вакуум-камеру на ремонт выводят преждевременно. Топография износа футеровки представлена на рис. 4. Особенность новой схемы футеровки заключается в том, что нижние огнеупорные кольца в патрубках ва-кууматора Г-образной формы. Это позволит снизить воздействие металла на металлическую поддерживающую полочку и, как следствие, исключить проседание огнеупорных колец и образование горизонтальных швов между ними в патрубках вакуум-камеры. Ожидаемое повышение стойкости футеровки патрубков вакуум-камеры на RH № 1 от внедрения новой схемы составит 10-15%.

Рис.1. Существующая схема футеровки

Рис.2. Предлагаемая схема футеровки

Рис. 3. Место интенсивного разрушения футеровки

Рис. 4. Топография износа футеровки

2. На новом вакууматоре RH № 2 с целью повышения стойкости футеровки патрубков изменили схему футеровки. Увеличили толщину впускного патрубка на 35 мм (рис.5). Увеличение толщины внутренней футеровки со 170 до 205 мм позволит, при удельном износе 1,0 мм/пл., увеличить время службы огнеупорных изделий и, следовательно, количество плавок. Ожидаемое повышение стойкости футеровки патрубков вакуум-камеры на RH № 2 от внедрения новой схемы составит 10-15%.

Рис. 5. Предлагаемая схема футеровки вакуум-камеры на RH №2

3. Приобретение нового смесителя непрерывного действия на участок футеровки RH № 1 обеспечит равномерное перемешивание огнеупорного бетона с водой и непрерывную подачу готовой смеси в шаблон. Исключение цикличности при подготовке бетона позволит более качественно производить заливку наружной футеровки патрубков и снизить расход материалов, предназначенных для ухода за бетоном во время эксплуатации вакуум-камеры.

Стойкость рабочей футеровки патрубков в 2009 году составила: на RH № 1 - 93,0 плавки и на RH № 2 - 104,5 плавки. В первом полугодии 2010 г. стойкость футеровки патрубков составила: на RH № 1 - 97,4 плавки и на RH № 2 - 117,0 плавки.

После внедрения данных мероприятий стойкость футеровки патрубков вакуум-камер составит: на RH № 1 - 110 плавок и на RH № 2 - 130 плавок.