Определение состава доменного цеха. Расчет профиля доменной печи. Методы определения размеров профиля доменной печи, страница 29

Вышеприведенные причины разрушения футеровки горна и лещади доменной печи подтверждаются также на остановленных в 1991 – 1992 гг. доменных печах №1, 2 в Фос-сюр-Мере, фирмы "Sollak" ("Соллак"), Франция (таблица 5). Так, в наиболее критической угловой зоне горна осталась неповрежденная углеродистая кладка толщиной 50 мм. Слой охрупченного материала располагался по всей высоте стенки горна /50/.

Повышение стойкости футеровки шахты

В настоящее время за рубежом развиваются два основных направления огнеупорной футеровки шахты доменных печей. Первое, традиционное, связано с совершенствованием оксидных керамических огнеупоров, обладающих низкой теплопроводностью, и направлено, в первую очередь, на улучшение их химических и высокотемпературных свойств. Добавки 10 – 12 % оксида хрома в высококачественные корундовые огнеупоры позволили повысить сопротивляемость последних к воздействию шлака и щелочей, а добавки SiC в хромокорундовые огнеупоры – к колебаниям температуры. Аналогичный эффект получен при использовании нитридной связки в корундовых материалах (76 % Al₂O₃ и 22,5 % Si₃N₄).

Устойчивость силлиманитовых изделий повышается путем пропитки их смолой, а пропитка шамотных огнеупоров фосфатами способствует увеличению не только механической прочности, но и стойкости к воздействию щелочей.

Примером использования в футеровке шахты, распара и заплечиков преимущественно оксидных огнеупоров может служить доменная печь №1 рабочим объемом 3600 м³ завода фирмы "Thyssen" (Тиссен") в Швельгерне, Германия (рисунок 4), капитально отремонтированной в 1985 г. и работающей до настоящего времени.

Хромокорундовые блоки применяются в наиболее ответственных зонах печи: фурменной и стенках горна в месте его стыка с лещадью. Заплечики и распар футерованы силлиманитовыми огнеупорами, нижняя часть шахты – хромокорундовыми изделиями с добавками SiC и корундовыми на нитридной связке, устойчивым к термическим воздействиям, верхняя – шамотными и силлиманитовыми огнеупорами /51/.

Вторым, наиболее перспективным направлением, является использование карбидкремниевых и графитовых огнеупоров. Наиболее широко они распространены для футеровки шахт, распара и заплечиков в Японии, Южной Корее, Великобритании и Нидерландах. Карбидкремниевые огнеупоры на углеродистой связке ( SiC + С) превосходят остальные огнеупоры по устойчивости к щелочам и тепловым ударам, но уступают по устойчивости к окислению. Для определения сравнительной стойкости огнеупорных  изделий  различных  типов  на  доменной печи  №3 в Муроране фирма "Ниппон стил" за 1,5 года до  выдувки  печи  во  время промежуточного ремонта 6 равных секторов распара и нижней части шахты были зафутерованы огнеупорами различных видов по всей окружности печи. Толщина футеровки составляла 500 мм. После выдувки печи выполняли замер остаточной толщины футеровки в каждом из секторов (рисунок 5). Анализ результатов показывает, что карбидкремниевые огнеупоры значительно превосходят оксидные материалы по всему комплексу свойств, и, как считает большинство специалистов, за этими материалами будущее, несмотря на их более высокую стоимость /52/.

Огнеупоры: 1 – хромокорундовые +SiC; 2 – шамотные; 3 – силлиманитовые; 4 – корундовые на связке; 5 – хромокорундовые блоки; 6 – углеродистые; 7 – графитировванные; 8 – высокоглиноземистые

Рисунок 4 – Футеровка доменной печи №1 в Швельгерне

1 – шамот; 2 – высокоглиноземистые огнеупоры; 3 – корунд; 4 – SiC + C; 5 – SiC самосвязанный; 6 – SiC + Si₃N₄

Рисунок 5 – Остаточная толщина футеровки

Как правило, футеровка шахты и распара выкладывается огнеупорами двух типов – графитированны и карбидкремниевых (размещенных на лицевой поверхности внутреннего пространства печи). За счет интенсивного отвода тепла графитированными изделиями карбидкремниевые огнеупоры поддерживаются в равномерно нагретом состоянии по всей толщине. Доля графитированных изделий в кладке от распара к верхней части шахты уменьшается, а карбидкремниевых – увеличивается.