Футеровка электродуговой печи постоянного тока - RU2049297C1
Код документа: RU2049297C1
Чертежи
Описание
Изобретение касается футеровки электродуговой печи постоянного тока, в частности печи, в которой имеется верхний электрод, размещенный по центру печи, второй электрод представляет собой электропроводящую кирпичную кладку, предусмотренную на внутренней стороне печи, и кольцеобразный проводник тока на ее наружной стороне.
Известна футеровка электродуговой печи постоянного тока, которая в зоне, где происходит плавка, имеет электропроводящую кирпичную кладку. Цилиндрический проводник тока в виде медного кольца размещен вокруг электропроводящей кирпичной кладки. Проводящая кирпичная кладка и медное кольцо вместе составляют анод электродуговой печи постоянного тока, противоположный расположенному по центру печи катоду.
Кирпичная кладка состоит из нескольких слоев. Слой, который находится в непосредственном контакте с расплавленным металлом, образован из электропроводящего износостойкого огнеупорного кирпича. С целью сглаживания уступа, на слой кирпичной кладки наносят слой электропроводящего уплотнительного материала. Эта часть кирпичной кладки должна состоять, например, из магнезита и углерода.
Под этим слоем размещают слой графитовых кирпичей, обладающих более высокой электропроводностью. Толщина слоя увеличивается в сторону медного кольца и там соответствует высоте медного кольца, что обеспечивает хорошую электропроводность.
Смежным с этим слоем является слой электроизоляционных огнеупорных кирпичей, который заполняет всю нижнюю поверхность печи и обеспечивает теплоизоляцию.
Электропроводимость слоя, соприкасающегося с расплавленной ванной, и перемешивание ванны, связанное с этим, вызывает относительно равномерное распределение температуры в расплавленном материале. Из-за содержания углерода в кирпичах может, однако, происходить нежелательная карбидизация расплавленной стали в тех случаях, когда расплавленная сталь имеет намеренно низкое содержание углерода. Однако, если соприкасающийся с расплавом слой оказывается поврежденным из-за ошибок при плавке, например, недостаточный уклон или механические удары от загрузки или верхнего электрода, из-за чего расплавленная ванна непосредственно соприкасается с графитовыми кирпичами, последние могут рассыпаться и кирпичная футеровка может оказаться сильно поврежденной, в результате чего возникнет необходимость дорогостоящего ремонта.
Задачей изобретения является построение подовой зоны электродуговой печи постоянного тока, в которой значительно повышена износостойкость и с основном исключено внедрение углерода, в частности из центральной зоны пода в расплав.
Согласно изобретению, вся нижняя поверхность печи покрыта футеровкой из слоя огнеупорного электроизоляционного кирпича. Слой из графитовых кирпичей размещен на слое из огнеупорного электроизоляционного кирпича в зоне стенки печи по кольцу. К нему примыкает направленный радиально внутрь печи слой из электропроводящих огнеупорных кирпичей. С этим слоем в центральной зоне печи контактирует слой из монолитной уплотнительной массы, который размещен на слое из электроизоляционных кирпичей. Над слоем из графитовых кирпичей, расположенных у стенки печи, размещен слой из электроизоляционных огнеупорных кирпичей, аналогичных слою кирпичей, покрывающих днище печи.
Предпочтительно, чтобы монолитная уплотнительная масса состояла из магнезита. Слой из графитовых кирпичей находится в непосредственном контакте с кольцеобразным электропроводником с наружной стороны печи. Предпочтительно, чтобы слой из монолитной уплотнительной массы и слой из электропроводящих огнеупорных кирпичей были соединены между собой зубчатообразно. Точно так же соединены между собой слой из графитовых кирпичей и слой из электропроводящих огнеупорных кирпичей. Предпочтительно, чтобы в слой монолитной уплотнительной массы, расположенный в центральной зоне печи, были заделаны трубопроводы для подачи инертного газа для перемешивания и гомогенизации расплава.
Диаметр центральной зоны печи, образованной слоем из монолитной уплотнительной массы, составляет по меньше мере 20% всего диаметра печи. Слой из монолитной уплотнительной массы при нагреве от расплава проходит процесс спекания, в результате чего образуется высокоизносостойкая масса, которая не проводит ток и не включает никаких электрических проводников.
Электропроводящая огнеупорная кирпичная кладка и кольцевая часть кирпичной футеровки, которая состоит из слоя графитовых кирпичей, вместе обеспечивают прохождение тока между анодом и расплавом и обеспечивают соответствующий контакт с расплавом даже при начале охлаждения.
Благодаря спеканию слоя уплотнительной массы, состоящей из магнезита, и благодаря зубчатообразному соединению со слоем из электропроводящих, огнеупорных кирпичей, который состоит из магнезита и углерода, исключается проникновение стали, в частности, в соединение между обеими зонами.
Несмотря на значительно высокую износостойкость, ремонт основания пода печи оказывается необходимым, замена уплотнительной массы в центральной зоне пода является значительно менее трудоемкой, чем замазывание соответствующей кирпичной футеровки известного уровня.
Трубопроводы, подобные применяемым, для перемешивания и гомогенизации расплава, например азотом или аргоном, могут просто заделываться в центральной зоне пода в уплотнительную массу. Предпочтительно, чтобы средства для перемешивания и гомогенизации расплава состояли из непроводящего огнеупорного материала. Установка этих средств в центре подины более благоприятным образом сказывается на их эффективности.
Тот факт, что электропроводящая огнеупорная кирпичная кладка и кольцевая часть, состоящая из графитовых кирпичей, соединены друг с другом в их переходе, обеспечивает хорошую электропроводность.
На чертеже показано продольное сечение электродуговой печи постоянного тока, согласно изобретению.
Электродуговая печь имеет кольцеобразный электропроводник 1, выполненный из меди, который составляет часть анода. Катод 2 размещен в центре печи над расплавом. Непосредственно рядом с электропроводником 1 и в непосредственном электропроводящем соединении с ним находится кольцевая часть кирпичной футеровки, состоящая из слоя 3 графитовых кирпичей К кольцевой части из слоя 3 графитовых кирпичей примыкает другая часть кирпичной футеровки из слоя 4 электропроводящего огнеупорного кирпича. Зоны 3 и 4 соединены друг с другом. Слой 4 из электропроводящего огнеупорного кирпича также выполнен в виде кольца и предпочтительно состоит из углеродистомагнезитных кирпичей. Слой 5 из монолитной уплотнительной массы предпочтительно состоит из магнезита, расположен в центральной части пода, которая находится в непосредственном контакте с расплавом 6. Благодаря зубчатообразному соединению слоя 4 из электропроводящего огнеупорного кирпича и слоя 5 из монолитной уплотнительной массы, достигается плотное соединение обеих слоев. Слой из электроизоляционных кирпичей 7 можно дополнительно установить здесь в качестве перехода, которые вследствие их теплового режима еще больше усиливают вышеназванное соединение. В связи со спеканием магнезита, используемого в качестве уплотнительной массы, проникновение стали в эту критическую переходную зону исключается. На днище печи и над слоем из графитовых кирпичей размещен слой 8 из электроизоляционных огнеупорных кирпичей.
Можно предусмотреть трубопроводы 9 в центральной зоне пода, которые заделывают в уплотнительную массу и через которые можно подавать инертный газ, например азот или аргон, для перемешивания и гомогенизации расплава. Эти трубопроводы могут быть также выполнены из непроводящего и огнеупорного материала.
При более простой конструкции без трубопроводов исключается опасность в случае повреждения подовой зоны, так как в нижней зоне нет дополнительных средств, которые обязательны для работы названной печи.
Если наружный диаметр печи составляет 5,2 м, центральная подовая зона, которая состоит из слоя 5 монолитной уплотнительной массы, имеет диаметр с расширением 2 м. Последний диаметр должен тем не менее охватывать по меньшей мере 20% всего наружного диаметра печи.
Реферат
Сущность изобретения: футеровка для электродуговой печи постоянного тока содержит электропроводящую огнеупорную кирпичную кладку и кольцеообразный электропроводник, образующие анод, противоположный расположенному по центру печи катоду. Кирпичная кладка состоит из нескольких слоев: слоя из электропроводящего износостойкого огнеупорного кирпича, находящегося в контакте с расплавом, слоя из графитовых кирпичей, который находится в непосредственном контакте с кольцеобразным проводником и размещен на слое из электроизоляционных огнеупорных кирпичей, покрывающих днище печи, а над слоем из графитовых кирпичей, расположенных у стенки печи, размещен слой из электроизоляционных огнеупорных кирпичей, аналогичных слою кирпичей, покрывающих днище. Слой из графитовых кирпичей размещен по кольцу только в зоне стенки печи, к нему примыкает направленный радиально внутрь печи слой из электропроводящих огнеупорных кирпичей, а с ним в центральной зоне печи контактирует слой из монолитной уплотнительной массы, который размещен на слое из электроизоляционных кирпичей. 6 з. п. ф-лы, 1 ил.
