Назначение футеровки и условия ее работы

Футеровка сталеразливочных ковшей предназначена для защиты металлоконструкции ковша от действия расплавленного металла и удержания его в ковше. Футеровку выполняют из огнеупорных материалов с различными структурами, химико - минералогическим составом и физическими свойствами. Футеровка должна быть устойчивой к агрессивному действию расплавленного шлака и стали, а скорость охлаждения стали и шлака за время пребывания в ковше должна быть такой, чтобы их жидкотекучесть была достаточной для разливки с минимальным настылеобразованием.

Правильный выбор огнеупорного материала, схемы кладки и режима сушки футеровки имеет большое значение, так как расплавленный металл и шлак оказывают агрессивное действие на футеровку. Это приводит к уменьшению срока службы футеровки. Время ремонта футеровки (мелкого и капитального) значительно превышает время работы ковша. По этой причине коэффициент использования ковшей остается до сих пор весьма низким.

исходя из условий работы, методов подготовки к работе и стойкости футеровки ковша, её можно условно разделить на три составные части.

1. стопора и сталеразливочные стаканы работают в наиболее тяжелых условиях. Эти элементы футеровки, включая гнездовой кирпич, в который вставляют стакан, образуют стопорный припас. Тяжелые условия работы стопора обусловлены тем, что он со всех сторон омывается расплавленным металлом и в течение всей разливки стали не охлаждается. В не менее тяжелых условиях находится и сталеразливочный стакан, через который проходит вся масса расплавленного металла. Кроме того, поверхности стопора и стакана, омываемые металлом, весьма незначительны в сравнении с поверхностью всей остальной футеровки, поэтому удельная температурная напряженность стакана и стопора весьма высока. В то же время эти элементы футеровки являются наиболее ответственными, так как от них зависит безаварийная и качественная разливка стали. Поэтому стопор и стакан независимо от износа и состояния их поверхности обязательно заменяют другими после каждой разливки.

2. Футеровка днища ковша должна выдержать всё ферростатическое давление жидкого металла. Она дольше какой-либо другой части футеровки находится под действием высоких температур и испытывает наиболее сильный тепловой, а часто и механический удар при приеме первых порций расплавленного металла. Поэтому толщина футеровки днища должна быть больше толщины футеровки стенок.

3. Футеровка стенок ковша находится относительно в наиболее благоприятных условиях. С одной стороны, она (особенно верхняя часть) сравнительно быстро освобождается от воздействия расплавленного металла, с другой – она все время несколько охлаждается через кожух ковша. Ниже рассмотрены факторы, влияющие на стойкость футеровки, и меры, принимаемые для ее увеличения, а также конструкция различных частей футеровки.

В (табл. 10) указаны средняя стойкость футеровки и удельный расход ковшевого кирпича, достигнутые на некоторых отечественных заводах в прошлом веке.

Таблица 10

Как видно из таблицы, стойкость футеровки и расход ковшевого кирпича на отечественных заводах колеблются в широких пределах.

Это объясняется тем, что на длительность кампании ковша оказывают влияние большое число факторов и в первую очередь количество и свойства шлака, качество огнеупоров и кладки, состав и температура разливаемой стали, режим разливки и др.

Стойкость футеровки удается значительно увеличить, уменьшив толщину шлакового слоя с 30–40 до 10–12 см. Известно, что особенно интенсивно происходит разъедание футеровки при разливке кипящих сталей, содержащих повышенное количество закиси железа, и марганцовистых сталей, так как марганец весьма активно реагирует с кремнеземом.