SU952970A1

SU952970A1 - Method for protecting lining of steel melting convertor

Info

Publication number: SU952970A1
Application number: SU802996701A
Authority: SU
Inventors: Владимир Григорьевич Борисов; Николай Антонович Воробьев; Владимир Васильевич Голод; Юрий Иванович Зимин; Александр Петрович Нагорный; Юрий Соломонович Родгольц; Василий Сергеевич Харахулах
Priority date: 1980-10-24
Filing date: 1980-10-24
Publication date: 1982-08-23

Description

(54) СПОСОБ ЗАЩИТЫ ФУТЕРОВКИ СТАЛЕПЛАВИЛЬНОГО КОНВЕРТЕРА(54) METHOD FOR PROTECTING A LIGHTING STEEL CONVERTER

Изобретение относитс к способам подготовки к службе футеровки сталеплавильных конвертеров, выполненных из безобжиговых огнеупоров на смол ной или пековой св зках. В конвертерном производстве стали при проведении первой плавки пос ле разогрева новой футеровки конвер тера имеет место значительное механическое и химическое разрушение кладки. В первую очередь зто св зано с отсутствием на ее поверхности шлакового гарниссажа. Кроме того, во врем обжига футеровки кирпич прококсовываетс на глубину 50-80 м и высока скорость подъема температуры в конвертере после начала плав ки вызывает интенсивный прогрев еще не скоксованных участков кладки. Быстрое перемещение фронта термичес кого разложени св зующего вглубь кирпича сопровождаетс выделением большого количества летучих, вследствие чего в кладке возникают термо напр жени , привод щие к сколам. В результате снижаетс стойкость футе ровки конвертера. Известен способ повышени стойкости футеррвки конвертера путем рм вани ее чугуном, разогретым до температуры не ниже 1250°С l . Недостатком вл етс низка стойкость футеровки, так как при осуществлении этого способа на футеровке практически не образуетс шлаковый гарниссаж. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому вл етс способ, согласно которому в конвертер подают 1020% шлакообразующего (извести) от общей ее потребности на плавку, заливают 5-10% чугуна от общего его расхода и осуществл ют продувку кислородом в течение 3-5 мин 2 . Недостаток известного способа состоит в том, что он не обеспечивает прогрев внутренних, еще не скоксованных участков кладки с безопасной дл смрлосв занных огнеупоров скоростью . В результате в кирпиче возникают значительные термические напр жени , которые вызывают сколы кладки . Кроме того, недостаточное количество образующегос конечного шлака, мала продолжительность контакта его с футеровкой, а также отсутствие рационального режима раздувки шлака делает известный способ малоэффективным с точки зрени полноты и надежности шлаковани рабочей поверхности кладки, что снижает стойкость ф теровки. Целью изобретени вл етс повыш ние стойкости футеровки путем умень шени механического разрушени и хи мического износа огнеупора, а также снижени термонапр жений в кладке на первых плавках. Поставленна цель достигаетс те что согласно способу защиты футеров ки сталеплавильного конвертера, выполненной из огнеупоров на смол ной св зке, включающему загрузку в конвертер шлакообраэующих после обжига новой футеровки, заливку чугуна в количестве 5-10% от общего его расхода на плавку и продувку этого чугуна кислородом, перез загрузкой шлакообразующих в конвертер подают порцию основного ишака с температурой 1250-1400°С в количестве 3-8% от веса металлошихты и раздувают ег в течение 3-8 мин, а последующую продувку чугуна ведут 5-10 мин с нарастающей интенсивностью в пределах 25-50% от экстремального ее значени и выдержками 25-30 с через каждый 2-2,5 мин продувки. В качестве основного шлака испол зуют конечный конвертерный шлак с основностью 3-4,2 или синтетический илак после внепечного рафинировани стали. Раздувкой основного шлака нанос гарниссаж на днище, а также на нижние р ды цилиндрической части кладки . При этом температура в конверте ре со временем понижаетс .- Последую щие заливки чугуна и его продувка д ют возможность поддерживать температуру в конвертере в пределах, обе печивающих ошлакование поверхности футеровки. При этом наводитс дополнительное количество шлака с высокой основностью и повышаетс его уровень, что позвол ет вести шлакование цилиндрической части кладки. Поскольку интенсивность дуть наращиваетс постепенно, прогрев внутренних слоев кладки происходит достаточно плавно и не сопровождаетс по влением в кирпиче термических дефектов и сколов. Выдержки при подачи дуть позвол ют устранить местные перегревы и выравнить температуру различных участков кладки. Нанесение на футеровку гарниссажа из шлака с высокой основностью предохран ет кирпич от механических разрушений металлошихтой и снижает интенсивность его коррозии агрессивным расплавом. Одновременно достигаетс более глубокое, чем во врем обжига, коксование кирпича . Образование после ошлаковани более толстого скоксованного сло в огнеупоре повышает его термическую стойкость. Б результате увеличиваетс продолжительности компании кон- вертера, Подача в конвертер шлака массой менее 3% от веса металлошихты приводит к недостаточному ошлакованию кладки, а повышение его количества сверх 8% к ухудшению последующей продувки чугуна кислородом. Температура заливаемого в конвертер шлака ограничена интервалом 12501400°С . При более низких ее значени х из-за повышени -в зкости шлака затрудн етс е.го раздувка, снижаетс прочность сцеплени гарниссажа с огнеупором и не обеспечиваетс равномерное ошлакование всей поверхности футеровки. Превышение ука-занного предела вызывает по вление опасных термонапр жений в кладке вследствие значительного перепада температуры между ее поверхностью и шлаком. В случае раздувки шлака менее чем за 3 мин толщина сло гарниссажа недостаточна дл надежной защиты поверхности футеровки, а при продолжительности дуть более 8 мин значительно снижаетс температура и возрастает в зкость расплава, вследствие чего ухудшаетс адгези его с поверхностью кладки. Предложенна интенсивность продувки чугуна кислородом (25-50% от экстремального ее значени дл плавки ) обеспечивает плавный прогрев внутренних слоев футеровки и одновременно предотвращает ее. износ шлаковым расплавом. При более значительной подаче дуть скорость выделени летучих при разложении св зки огнеупора резко возрастает, в результате чего в издели х возникают такие термические напр жени , которые привод т кразрыхлению их структуры, по влению трещин и сколов. Снижение расхода кислорода при продувке замедл ет скорость растворени в шлаке извести, при этом возрастает износ огнеупора от взаимодействи с агрессивным шлаковым расплавом . При прин той интенсивности подачи кислорода продувка заливаемой в . конвертер порции чугуна менее чем . за 5 мин не обеспечивает наведение основного шлака и дальнейший прогрев внутренних слоев футеровки, увеличение продолжительности дуть сверх : 10 мин заметно повышает окисленность лака и тем самым интенсивность его воздействи на огнеупор. Выдержки в подаче дуть во вре продувки залитой в конвертер пории чугуна позвол ют устранить терическое разрушение огнеупора. Экспериментально установлено, что наибольший эффект в части предохранени футеровки от разрушени достигае с при вьщержках в 25-30 с через каж дые 2-2,5 мин подачи дуть . В случае уменьшени продолжительности выдержки и увеличени интервалов между ними имеет место интенсивный прогрев более глубоких участков футеровки, скорость выделени газообразных продуктов разложени св зки огнеупора превышает, допустимые, вследствие чего в издели х образуютс трещины и . сколы. Более длительные выдержки и меньшие интервалы между ними замедл ют образование высокоосновного шлака и тем самым способствуют химическому износу кладки шлаковым расплавом . При нанесении на футеровку гарнис сажа шлакообразующее вводитс в конвертер до начала продувки порции чугуна дл св зывани и удержани разрушающих огнеупор примесей. Количест во шлакообразующего должно составл т 8-12% от массы залитого чугуна и зависит от р да факторов (содержание S в чугуне, СаО в извести, количества пыли в ней и др.). Дл защиты футеровки сталеплавильного конвертера от разрушени предлагаетс использовать конвертерный шлак с основностью от 3,00 до 4,20. При основности шлака менее 3,00 последний содержит в своем составе значительные .количества свободной двуокиси кремни , котора обладает резко выраженныт ш кислотными свойствами. Такой шлак, взаимодейству с основной футеровкой конвертера , образует легкоплавкие силикатные соединени . Огнеупорность контактирующих со шлаком рабочих слоев кладки понижаетс и они интенсивно CNMваютс в процессе службы движущимис потоками расплава. Кроме того, при снижении основности шлака ниже 3,00 заметно повышаетс его жидкотекучест а следовательно способность проникат вглубь огнеупора. В то же врем уменьшаетс толщина гарниссажного сло и прочность-его сцеплени с футеровкой. При превышении верхнего предела предложенной основности шлака в з .кость последнего настолько возрастает , что существенно затрудн етс его раздувка и значительно ухудшаетс качество гарниссажного покрыти . В насто щее врем в конвертерных цехах широкое применение получило рафинирование выплавленной стали в ковшах синтетическим шлаком. Получающийс после рафинировани металла шлак, который вл етс отходом производства, состоит преимущественно из СаО (-45%), А120з() , МдО (), т.е. из окислов, не образующих с основной огнеупорной футеровкой конвертеров легкоплавких соединений . При использовании в качестве гарниссажного покрыти этот шлак дает такой же эффект, что и конечный конвертерный шлак. Поэтому на практике предпочтение следует отдавать тому из шлаков, подача которого в конвертер может быть осуществлена наиболее простым и удобным способом. Способ осуществл ют следующим образом. После окончани обжига футеровки конвертера емкостью 350 т в него заливают из сталеразливочного ковша конечный конвертерный или синтетический шлак, несколько раз покачивают грушу из стороны в сторону, устанавливают форму на рассто нии 2 м от поверхности расплава подают кислород и раздувают шлак. После этого отключают дутье, засыпают шлакообразующее известь), залива.ют в конвертер чугун, и продолжают продувку при прежнем положени 1 фурмы. Ошлакование ведут, постепенно форсиру расход кислорода и дела выдержки в его подаче. Кроме того, был испытан известный способ- защиты футеровки, который включал следующие операции: загрузку шлакообразующего, заливку чугуна и его продувку кислородом. Параметры процессов и результаты визуальных наблюдений приведены в таблице. Из данных таблицы следует, что реализаци предложенного .способа защиты футеровки обеспечивает, по сравнению с известным, значительное уменьшение сколов кирпича .после первых плавок и улучшение ошлаковани поверхности огнеупора. Применение предложенного способа взамен известного позвол ет повысить стойкость футеровки 350 т сталеплавильного конвертера на 30-35 плавок.The invention relates to methods of preparing for service the lining of steel-smelting converters made of unburned refractories on a resin or pitch link. In the converter steel production during the first melting after heating the new lining of the converter, there is a significant mechanical and chemical destruction of the masonry. This is primarily due to the absence of slag garnish on its surface. In addition, during the firing of the lining, the brick is coked to a depth of 50-80 m and the high rate of temperature rise in the converter after the start of melting causes intense warming of the not yet coked sections of the masonry. The rapid movement of the front of thermal decomposition of the binder deep into the brick is accompanied by the release of a large number of volatiles, as a result of which thermal stresses arise in the masonry, resulting in chipping. As a result, the durability of the converter lining is reduced. There is a known method for increasing the resistance of a converter lining by using a PM iron that is heated to a temperature not lower than 1250 ° C l. The disadvantage is the low resistance of the lining, since the implementation of this method on the lining practically does not form slag garnissage. The closest in technical essence and the achieved result to the proposed method is that according to which 1020% of slag-forming (lime) of its total demand for smelting is supplied to the converter, 5-10% of the total iron is poured from its total consumption and oxygen is blown for 3 -5 min 2. The disadvantage of this method is that it does not provide for heating of the internal, not yet coked parts of the masonry at a speed safe for the refractory materials. As a result, significant thermal stresses occur in the brick, which cause chipped masonry. In addition, the insufficient amount of the final slag formed, the short duration of its contact with the lining, as well as the lack of a rational slag blowout mode makes the known method ineffective from the point of view of completeness and reliability of slagging of the working surface of the masonry, which reduces the resistance of the molding. The aim of the invention is to increase the durability of the lining by reducing mechanical damage and chemical wear of the refractory, as well as reducing thermal stresses in the masonry during the first heat. The goal is achieved by the fact that according to the method of protecting the lining of a steelmaking converter made of refractory materials on the resin bond, including loading the converter into slag-forming slabs after burning the new lining, pouring iron in the amount of 5-10% of its total melting cost and blowing this iron with oxygen, after loading the slag-forming agents, a portion of the main ass with a temperature of 1250-1400 ° C in an amount of 3-8% by weight of the charge is fed into the converter and inflate it for 3-8 minutes, and the subsequent blowing of iron takes 5-10 minutes with n an ascending intensity within 25-50% of its extreme values and shutter speeds of 25-30 s after every 2-2.5 min purge. As the main slag, the final converter slag with a basicity of 3-4.2 or synthetic silt is used after secondary refining of steel. Blowing up the main slag is the sediment garnish on the bottom and also on the lower rows of the cylindrical part of the masonry. At the same time, the temperature in the envelope of the re decreases with time. The subsequent casting of the iron and its blowing make it possible to maintain the temperature in the converter within the limits of both slagging the lining surface. In this case, an additional amount of slag with high basicity is induced and its level rises, which allows slagging of the cylindrical part of the masonry. Since the intensity of the blowing increases gradually, the heating of the inner layers of the brickwork proceeds quite smoothly and is not accompanied by the appearance of thermal defects and chips in the brick. Exposure to blowing blows eliminate local overheating and equalize the temperature of different parts of the masonry. The deposition of slag with high basicity on the lining of the slag protects the brick from mechanical damage by the charge metal and reduces the intensity of its corrosion by an aggressive melt. At the same time, deeper brick coking is achieved than during firing. The formation of a thicker coked layer after slagging in the refractory material enhances its thermal resistance. As a result, the company’s duration of the converter increases, the supply of slag weighing less than 3% of the weight of the metal charge to the converter leads to insufficient slagging of the masonry, and an increase in its amount in excess of 8% to the deterioration of the subsequent blowing of the iron with oxygen. The temperature of slag poured into the converter is limited to an interval of 12501400 ° С. At lower values, due to the increase in the viscosity of the slag, it is difficult to blow it up, the bonding strength of the garnish with the refractory decreases, and the entire surface of the lining is not slagged evenly. Exceeding this limit causes the occurrence of dangerous thermal stresses in the masonry due to a significant temperature difference between its surface and slag. If slag is blown out in less than 3 minutes, the thickness of the garnish layer is insufficient for reliable protection of the surface of the lining, and with a duration of blowing for more than 8 minutes the temperature significantly decreases and the melt viscosity increases, resulting in deterioration of its adhesion to the masonry surface. The proposed intensity of blowing the iron with oxygen (25-50% of its extreme value for smelting) ensures a smooth heating of the inner layers of the lining and at the same time prevents it. wear molten slag. With a greater flow of blowing, the rate of volatile release during the decomposition of the refractory binder increases dramatically, as a result of which thermal stresses occur in the products, which cause their structures to loosen, causing cracks and chips. The reduction in oxygen consumption during purging slows down the rate of dissolution of lime in the slag, and the wear of the refractory from the interaction with aggressive slag melt increases. At a given intensity of oxygen supply, purge is poured in. cast iron converter less than. for 5 minutes does not provide guidance of the main slag and further heating of the inner layers of the lining, increasing the duration of blowing over: 10 minutes significantly increases the oxidation of lacquer and thus the intensity of its effect on the refractory. The shutter speeds in the blast blown during the blowing of the pig iron poured into the converter make it possible to eliminate the thermal destruction of the refractory. It was established experimentally that the greatest effect in terms of protecting the lining from destruction is achieved with latch bays of 25-30 seconds after every 2-2.5 minutes of feed blowing. In the case of a decrease in the exposure time and an increase in the intervals between them, there is an intensive heating of the deeper lining areas, the release rate of gaseous decomposition products of the refractory binder exceeds the allowable ones, as a result of which cracks and are formed in the products. chipped. Longer exposures and shorter intervals between them slow down the formation of highly basic slag and thereby contribute to chemical wear of the masonry with slag melt. When applied to the lining of carbonaceous soot, slag-forming agent is introduced into the converter prior to the start of blowing a batch of pig iron to bind and hold the impurities that destroy the refractory material. The amount of slag-forming agent should be 8-12% of the mass of cast iron and depends on a number of factors (the content of S in the pig iron, CaO in lime, the amount of dust in it, etc.). In order to protect the lining of the steelmaking converter from destruction, it is proposed to use converter slag with a basicity from 3.00 to 4.20. With a slag basicity of less than 3.00, the latter contains in its composition significant amounts of free silica, which has pronounced acidic properties. Such a slag, interacting with the main lining of the converter, forms fusible silicate compounds. The refractoriness of the masonry working layers in contact with the slag decreases and they are intensively CNM in the course of their service by the moving melt flows. In addition, with a decrease in the basicity of the slag below 3.00, its fluidity increases markedly, and hence the ability to penetrate deep into the refractory. At the same time, the thickness of the skull layer and the strength of its adhesion to the lining are reduced. If the upper limit of the proposed basicity of the slag exceeds the capacity of the latter, it increases so much that it raises the flow of the slag significantly and the quality of the skimming coating significantly deteriorates. At present, refining of steel in buckets with synthetic slag has become widely used in converter shops. The slag obtained after the refining of the metal, which is a waste product, consists mainly of CaO (-45%), A1203 (), MgO (), i.e. from oxides that do not form low-melting compounds with converters of the main refractory lining. When used as a skull coat, this slag has the same effect as the final converter slag. Therefore, in practice, preference should be given to that of slags, the supply of which to the converter can be carried out in the simplest and most convenient way. The method is carried out as follows. After the firing of the converter with a capacity of 350 tons is completed, the final converter or synthetic slag is poured into it from the casting ladle, the pear is rotated from side to side several times, the mold is set at a distance of 2 m from the surface of the melt and oxygen is supplied and the slag is inflated. After that, blast is turned off, slag-forming lime is poured), cast iron is poured into the converter, and purging is continued at the previous position of 1 tuyere. Slagging leads, gradually forcing the consumption of oxygen and the matter of exposure in its filing. In addition, a known method of protecting the lining was tested, which included the following operations: loading the slag-forming agent, pouring the cast iron and blowing it with oxygen. The process parameters and the results of visual observations are given in the table. From the data of the table it follows that the implementation of the proposed method of protecting the lining provides, in comparison with the known, a significant reduction in the chipping of the brick after the first heats and improved slagging of the surface of the refractory. Application of the proposed method instead of the known method allows increasing the resistance of the lining of 350 tons of steelmaking converter by 30-35 heats.

ОABOUT

({ПНХЭЭНЕИ({PNHENEY

ОЯннэжо1ЛГЭдиOannezho1LGedi

11eleven

Claims

1. A method for protecting a steelmaking converter lining, made of refractories on a resinous bond, including loading and converter was used after forming a new lining, pouring iron in an amount of 5-10% of its total consumption for smelting and blowing iron with oxygen, characterized in that , in order to increase the resistance of the lining by reducing the mechanical destruction and chemical wear of the refractory, as well as reducing thermal stress in the laying in the first heat, before loading the slag-forming into the converter, a portion of the main slag with a temperature of 1250-1400 C in the amount of 3-8% by weight of metaschloshchigy and inflate it for 3-8 minutes and the subsequent blowing of iron lead

952970

12

5-10 minutes with increasing intensity, blowing in the range of 25-50% of its extreme value with exposures of 25-30 seconds after every 2-2.5 minutes of purging.

2. The method of Claim 1 is also distinguished by the fact that the final donkey with a basicity of 3-4.2 or synthetic slag after secondary refining of steel is used as the main slag.

Sources of information taken into account in the examination

1. Authors:; certificate of the USSR 303889 ,. cl. C 21 C 5/44, 1968.

2. Typical technological instructions TTI-49-11-2-79 for firing the converter lining, made of unburned refractories on a pitch and pitch link, Leningrad, 1979, pp.7-8.