Курсовая работа: Шамотні вогнетриви для футеровки мартенівських печей

1 – робочий простір, 2 – свод, 3 – подина, 4 – сталевипускний отвір, 5 – отвір для спуску шлаку, 6 – вікна для завалки, 7 – передня стінка, 8 – задня стінка, 9 – голівки, 10 - вертикальні канали, 11 – шлаковик, 12 – регенератори, 13 – насадка регенераторів, 14 – борова, 15 – робочий майданчик

Рисунок. 1.1 - Мартенівська піч

Вогнетривка цеглина, яка вживається для кладки робочого простору, працює у важчих умовах. Вона зобов'язана розрізнятися високою вогнетривкістю, хорошою будівельною міцністю при великих температурах (до 1800⁰ С) і стійкістю проти механічної і физико-хімічної дії матеріалів плавки.

Будова печі футеруєтся періклазохромітовимі і періклазошпінеліднимі вогнетривами, подіна – периклазовими або хроміто-периклазовими порошками з вторинних вогнетривів, укоси – периклазовими, передня і задня стінка вище за рівень шлаку і до рівня шлаку – відповідно периклазохромітовими і периклазовими, регенератори(стіни, зведення, насадки) – верхня частина насадки футеруєтся динасовими, а нижня частина- шамотними, периклазохромітовими або високоглиноземистими вогнетривами. Верхня частина може також футеруватися форстеритовими та форстерітохромшпінелідними, а нижня частина- шамотними.

Перед подачею в піч газ і повітря нагрівають в спеціальних камерах – регенераторах.

Регенератор – це велика камера, виконана з вогнетривкого матеріалу і заповнена комірками з вогнетривкої цеглини, яка створює насадку (рисунок 1.2). Повітря і газ з шлаковиків поступає в регенератор, який складається з камери, насадки та піднасадочного простору. Температура димових газів, що поступають в регенератор досягає 1500⁰ С, проходячи насадку гази нагрівають її і охолоджуються до температури 500-600⁰ С. Після включення перевідних пристроїв напрям проходження газів змінюється на протилежний. Холодне повітря нагрівається і поступає в робочий простір вже нагрітим [3,5].

Слід відзначити, що сьогодні регенератори використовують лише для підігрівання повітря, оскільки у зв'язку з переходом мартенівських печей на природний газ потреба в газових регенераторах відпала.

Шамотну цеглину застосовують в нижніх рядах насадок регенераторів, де це дозволяють температурні умови. В вогнетривкій промисловості для кладки регенераторів застосовують шамотні вогнетриви марки ШАМ.

Згідно з ГОСТ 6024 шамотні вироби для кладки мартенівських печей повинні задовольняти вимогам, які представлені в таблиці 1.1.

Таблиця 1.1 - Фізико-хімічні властивості шамотних вогнетривів для кладки мартенівських печей

Марка	Масова доля Al2 O3 , не нижче	Вогнетривкість, не нижче	Відкрита пористість, не більше	Границя міцності при стиску Н/мм2
ШАМ-1 ШАМ-2	30 30	1690 1690	24 30	20 15

Основними руйнуючими факторами в регенераторах є дія газів і пилу шихтових матеріалів, газів, які виносяться потоком з плавильного простору печі та зміна температур при нагріваані та охолодженні потоку газів. При зміні температури в регенераторах вогнетриви то нагріваються гарячими газами, що відходять і акумулюють тепло, то віддають його повітрю і газу, що поступає в мартенівську піч для горіння і при цьому охолоджуються.

а) б)

а) регенератор, б) схеми кладки насадок

Рис. 1.2 . – Схема регенератора

Шамотні вогнетриви інтенсивно оплавляються, тому цеглина насадки, окрім достатньої вогнетривкості, повинна володіти хорошою теплопровідністю – бути щільною, і в той же час добре переносити різкі зміни температури тобто мати високі показники термічної стійкості [6,7].

В той же час насадки грають вельми важливу роль в службі мартенівської печі як теплотехнічного агрегату. Враховуючи збільшені температури диму, що відходить, і збільшену у 4-8 раз кількість плавильного пилу в умовах використання кисню, доцільно використовувати в насадках регенераторів високостійкі основні вогнетриви, які мають високі значення температуропровідності, акумуляції тепла і теплового опору; їх сумарний коефіцієнт теплообміну вищий, ніж в шамотних і динасових.

Перспективними вогнетривами для насадок є форстеритові вироби, вживання яких замість шамотних і динасових дозволяє збільшити температуру нагріву на 250-300 ⁰ С, значно знизити товщину цеглини насадки без втрат будівельної міцності, вони стійкіші оскільки менше реагують з плавильним пилом. Вірно вибране співвідношення головних розмірів насадки регенераторів і переріз її комірок забезпечує потрібний тепловий режим роботи мартенівської печі.