Футеровка подины ДСП. Теплотехническая рациональная толщина подины. Особенности конструкции ДСП с донным выпуском.

Футеровка ДСП состоит из подины, стен и свода. Назначение подины — сформировать ванну соответствующей формы и размеров для жидкого металла и шлака, а также обеспечить тепловую изоляцию металла в ванне. Рабочий слой подины испытывает меха­нические нагрузки и резкое охлаждение при загрузке холодной твер­дой металлошихты, активно участвует в физико-химических процес­сах, происходящих в жидком металле, взаимодействует со шлаками, испытывает эрозионный и коррозионный износ в условиях высокой температуры, ферростатического давления и электромагнитного перемешивания жидкого металла. Разрушение подин происходит двумя путями — оплавлением и вымыванием участков футеровки с пониженной огнеупорностью; при охлаждении печи в период ре­монтов-возможно рассыпание в порошок поверхностного слоя, содер­жащего двухкальциевый силикат.

Из назначения и условий работы подины вытекают основные тре­бования к ее футеровке:

1) достаточная огнеупорность;

2) устойчивость против резких колебаний температуры;

3) механическая прочность при высокой температуре против уда­ров при загрузке шихты (температура подины не менее 1100—1300 К) и против эрозионного износа при воздействии жидкого ме­талла;

4) достаточно большое тепловое сопротивление.

Математическое описание тепл. Потока:

 - температурный поток в ванне (или подине)

 - тепловое сопротивление в ванне (или подине)

 для 1 кв.м. подины или ванны

 - перепад температур 1900К(ж.ме) – 350К(днище)

 - не более 30К

=h_м

Подина состоит из двух основных слоев: верхнего — рабочего на­бивного слоя, образующего прочную и плотную чашу для жидкого металла и шлака, и нижнего слоя — кирпичной кладки.

Верхняя часть кирпичной кладки должна обладать высокой огне­упорностью и механической прочностью, чтобы образовать прочное основание для набивного слоя. К нижней части кирпичной кладки, прилегающей к кожуху печи, предъявляются меньшие требования в отношении огнеупорности и механической прочности (более низкая рабочая температура), но от нее требуется более низкая теплопровод­ность.

Для тепловой изоляции днище кожуха ДСП покрывают одним или двумя листами асбестового картона толщиной 10—20 мм, насы­пают выравнивающий слой шамотного порошка толщиной 20—30 мм, на который укладывают один — два ряда шамотного или пеношамотного кирпича на «плашку» толщиной 65—130 мм. Общая толщина теплоизоляции может быть 75—200 мм для ДСП различной вмести­мости.

Огнеупорную кладку основных подин ДСП выполняют из прямых магнезитовых кирпичей марки МУ (ГОСТ 4689—74) размером 230/225x115x65, устанавливаемых на «ребро» в 4—5 рядов со сме­щением каждого последующего ряда относительно предыдущего на 45°, чтобы перекрыть вертикальные швы. Швы кладки заполняют про­сеянным, предварительно нагретым магнезитовым порошком фрак­ции 1—0 мм. Такие меры предотвращают уход жидкого металла сквозь кладку подины.

Откосы ванны ДСП выкладывают из прямых и клиновых магне­зитовых кирпичей марки МО (ГОСТ 4689—74) на «плашку», обеспе­чивая угол наклона кладки откосов к горизонтали 50—55°.

Рабочий слой подины толщиной 100—200 мм набивают из сухого магнезитового порошка («сухая» подина).

Масса футеровки подин отечественных ДСП численно примерно равна вместимости печи т₀, т. е. удельная масса футеровки составляет около 1 т/т.

Стойкость подины в значительной степени зависит от организации ремонта рабочего слоя. Поэтому одним из важных моментов ухода за футеровкой подины является тщательный осмотр ее после выпуска предыдущей плавки, очистка от шлака и металла с последующим ре--монтом (заправка) разрушенных участков футеровки. Удельный расход заправочных материалов составляет 20—30 кг/т.

Подины ДСП служат от одного капитального ремонта до другого, который планируют в связи с необходимостью ремонта электриче­ского и механического оборудования, т. е. стойкость подины, как правило, не лимитирует работы ДСП, составляя 1000—4000 плавок (в течение 2—3 лет).

Донный слив применяют в печах сверхвысокой мощности четвертого поколения для устранения следующих недостатков:

1) опасность соприкосновения с жидким металлом (приходится уменьшать высоту панелей, а это снижает их эффективность применения вместо огнеупора);

2) технологическая проблема разделения окислительного шлака от жидкого металла при сливе при переходе на одношлаковую технологию.

При схеме выпуска жидкого металла через отверстие в центре футеровки подины отпадает необходимость наклона печи, т.е. не требуется механизма наклона, и значительно упрощается опорная конструкция. Но сложная эксплуатация центрального выпускного отверстия ограничила применение ДСП такого типа.

Продвинутые гуру металлургии считают более удачной схему эксцентричного выпускного отверстия (отверстие в футеровке под рабочим окном, т.е. вынесено за периметр корпуса, футеровка немного вытянута в этом месте, остальное – как обычно). Печи с такой схемой называют печами с эркерным выпуском металла. Обслуживание ведут через через рабочий люк выступа корпуса или свода. В случае свода изменяется форма свода рабочего пространства, характерная для т.н. овальных печей.

Эркерные печи можно наклонять на 10-15 градусов для полного слива, что очень мало и удобно.

Но тут есть опасность снижения температуры жид.металла в водоохлаждаемом выступе ванны на 50-100 К. Этого избегают путем газовой продувки через футеровку подины или электромагнитным перемешиванием.