Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ПОДГОТОВКИ К РАБОТЕ И УСТАНОВКИ ВОЗДУШНОЙ ФУРМЫ ДОМЕННОЙ ПЕЧИ

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при подготовке к работе и установки воздушных фурм доменных печей.

Наиболее близким к предлагаемому способу является способ подготовки к работе и установки воздушной фурмы доменной печи с термообработанным алюминийсодержащим газотермическим покрытием (Сталь, 2002, №6, с.11-12). Однако поверхностный окисленный слой со стороны дутьевого канала имеет более высокую степень черноты, чем поверхность металла, что приводит к более интенсивному нагреву этой части фурмы за счет излучения от горячего дутья, а тем самым к увеличению тепловых потерь через нее. Также тепловые потери имеют место и через внешнюю поверхность рыльной части за счет излучения от горна печи. Кроме того, фурмы с таким покрытием обладают невысокой стойкостью к прогару рыльной части, особенно, если они установлены над летками доменной печи из-за возникающего колебания температуры в этой части доменной печи.

Техническим результатом является снижение тепловых потерь через фурму и повышение стойкости фурмы по прогару.

Технический результат достигается тем, что в способе подготовки к работе и установки воздушной фурмы доменной печи с термообработанным алюминийсодержащим газотермическим покрытием согласно изобретению с поверхности внутреннего стакана со стороны дутьевого канала и рыльной части механическим путем снимают окисленный слой, на внешнюю поверхность рыльной части наносят алюминийсодержащую обмазку и устанавливают фурму в доменной печи не ранее, чем через сутки после нанесения обмазки. При этом более существенное повышение стойкости фурмы с обмазкой по прогару происходит, если ее устанавливают над леткой доменной печи.

При термообработке алюминийсодержащего газотермического покрытия при температуре 700-850°С, нанесенного на поверхность фурмы, происходят два процесса: взаимная диффузия алюминия и меди с образованием Cu-Al диффузионного слоя и окисление алюминиевого покрытия с поверхности. В результате образуется композиционный поверхностный слой, имеющий следующее послойное строение: оксид алюминия - Al₂О₃, слой Al, не участвовавший в формировании диффузионного слоя, и Cu-Al диффузионный слой. В предлагаемом способе механическим путем удаляют слой Al₂О₃ с высокой степенью черноты, в результате чего обнажается слой Al с низкой степенью черноты.

Известно, что медь интенсивно окисляется при температуре выше 400°С. Поверхность дутьевого канала имеет температуру 200-250°С. Кроме того, атмосфера дутья контактирующего с поверхностью дутьевого канала содержит природный газ, т.е. обладает восстановительными свойствами. Таким образом, очищенная от оксидов поверхность дутьевого канала, образующихся при температуре 700-850°С, не обретает высокую степень черноты в процессе эксплуатации фурмы.

Пример. На рыльную часть и наружный стакан шести партий воздушных фурм по 5 шт. в каждой после дробеструйной обработки чугунной колотой дробью нанесли алюминиевое газотермическое покрытие толщиной 0,4-0,5 мм и проводили термообработку фурм при температуре 850°С в течение 4 ч. Далее с поверхности внутреннего стакана со стороны дутьевого канала и рыльной части сняли шлифованием окисленный слой и нанесли на внешнюю поверхность рыльной части обмазку на основе алюмохромофосфатной связки, содержащей Al, Cr и P. Через сутки после нанесения обмазки фурмы установили в доменную печь, причем три партии из них - над летками. Среднюю стойкость фурм со снятым окисленным слоем и обмазкой сравнивали со средней стойкостью фурм с термообработанным газотермическим покрытием без снятия окисленного слоя и нанесения обмазки. Результаты сравнения представлены в таблице.

Все фурмы были заменены по причине прогара рыльной части. Из таблицы видно, что снятие окисленного слоя с поверхности внутреннего стакана со стороны дутьевого канала и рыльной части фурм с термообработанным газотермическим покрытием, нанесение на внешнюю поверхность рыльной части обмазки и установка их в печь через сутки после нанесения обмазки обеспечивают значительное снижение тепловых потерь через фурмы и повышение их средней стойкости более чем на 30%, над летками (см. партии №2 и №8 таблицы) и более чем на 20% между летками (см. партии №1 и №7 таблицы).

Кроме того, снятие окисленного слоя с поверхности внутреннего стакана со стороны дутьевого канала и рыльной части фурм с термообработанным газотермическим покрытием, нанесение на внешнюю поверхность рыльной части обмазки и установка их в печь не ранее чем через сутки после нанесения обмазки повышают стойкость фурмы по износу.