Опыт применения массы КСВХ-1 в индукционных канальных печах ОАО "Завод им. И. А. Лихачева"

Ежемесячный научно-технический и производственный журнал "Новые огнеупоры". 2007. № 5. С. 13-14.
 
Канд. техн. наук В. И. Сизов, В. П. Ененко. ООО "РЕИН", ОАО "Завод имени И. А. Лихачева". 
 
Приведены результаты эксплуатации индукционных канальных печей выдержки чугуна вертикального (вместимостью 30 т) и горизонтального (вместимостью 60 т) типов на заводе ОАО "Завод имени И. А, Лихачева". Футеровку печей выполняли из корундовой массы КСВХ-1 по наливному варианту. Футеровка показала высокую надежность в эксплуатации, превосходя по стойкости массу МК-90 более чем в 2 раза.
 
На ОАО "Завод имени И. А. Лихачева" эксплуатируются три индукционные канальные печи для выдержки чугуна - две барабанного (горизонтального) типа вместимостью 60 т (оснащенные двумя индукторами мощностью по 1100кВт каждый) и одна печь вертикального типа вместимостью 30 т, которая также оснащена двумя индукторами мощностью по 850 кВт. В футеровке рабочего слоя вертикальной печи ранее использовали массу МК-90, стойкость футеровки не превышала одного года. Футеровку рабочего слоя печей барабанного типа выполняли из плотных корундовых изделий, в том числе фасонных блоков. Стойкость футеровки из корундовых изделий у этих миксеров не превышала, как правило, полутора лет [1].
Начиная с 2001 г. на ОАО "Завод имени И. А. Лихачева" в футеровке индукционных канальных печей вертикального типа успешно применяется корундовая сухая виброуплотняемая масса с добавкой оксида хрома КСВХ-1 (ТУ 1523-007-00187085-2001) производства ООО "РЕИН" и ОАО "ДИНУР" [2]. В отличие от других предприятий, в частности ОАО "АВТОВАЗ", в котором из массы КСВХ-1 футеровку отдельных элементов печей изготавливают по сухому и полусухому вариантам, а ОАО "Завод имени И. А. Лихачева" сразу же было принято решение о выполнении футеровки по "бетонному", т. е. наливному варианту несмотря на то, что в состав массы гидравлические вяжущие, т. е. цементы, не входят. По данным исследований, проведенных в период разработки масс этой серии, было установлено, что они обладают свойствами тиксотропии. При добавлении воды в количестве 5-6 % масса становится текучей, что позволяет выполнять футеровку сложной формы в больших массивах с применением глубинных вибраторов. Лабораторные исследования показали, что при таком способе применения массы в 2-3 раза увеличивается также термостойкость образцов из этих масс (1300 ºC - вода) по сравнению с термостойкостью образцов из сухой набивной массы.
Первая опытная футеровка вертикальной канальной печи (№ 3) отработала год, после чего она была выведена из эксплуатации из-за аварии механизма наклона, что привело к застыванию металла на подине. Обследование футеровки показало, что она не имела видимых дефектов и могла эксплуатироваться дальше. Поэтому в начале 2004 г. эта же печь была зафутерована массой КСВХ-1 второй раз и эксплуатировалась в течение двух лет и двух месяцев. К сожалению, вновь из-за аварии механизма наклона печь была выведена из эксплуатации в конце апреля 2006 г. В течение всего времени эксплуатации температура на кожухе печи составляла 200-215 ºC, что свидетельствовало о малом прометалливании футеровки и практическом отсутствии износа.
На горизонтальных печах футеровку из массы КСВХ-1 внедряли поэтапно. Вначале массой на печи № 1 были зафутерованы мундштуки в сочетании с корундовыми фасонными блоками. Продолжительность эксплуатации экспериментальных мундштуков составила 18 месяцев, что позволило утвердиться в решении перехода к последующим этапам. Вторичное футерование этой печи (уже без использования фасонных корундовых блоков в мундштуках и блоков для обрамления шлакового окна, а с применением массы КСВХ-1 для стен барабана) состоялось в 2004 году. Свод печи набирали, как и прежде, из корундовых изделий. Печь была пущена в эксплуатацию 12 ноября 2004 года и работает до сих пор.
Естественно, что применение массы КСВХ-1 для футеровки горизонтальных печей требует гораздо более пристального внимания к выполнению футеровочных работ, чем при изготовлении футеровки печей вертикального исполнения, поскольку в этом случае ее приходится осуществлять в несколько этапов, связанных с формированием мундштуков и их сушкой, укладкой заливных и сливных сифонов, заливкой боковых и торцевых стен. Тем не менее даже при таком, достаточно длительном цикле футеровочных работ (в течение 1 месяца) последующая надежность эксплуатации футеровки печи оправдывает и дополнительные трудозатраты, и удлинение ремонта.
Ниже приводятся этапы футеровочных работ, которые были проведены на печи № 1 барабанного типа ОАО "Завод имени И. А. Лихачева". Вначале заливали мундштуки, которые термообрабатывали для отверждения массы, поскольку в последующем на этих мундштуках монтировали элементы опалубки для формирования верхней части печи. Если печь имела два индуктора, то после формования второго мундштука проводилась еще одна промежуточная термообработка. После заливки мундштуков осуществляли кладку заливного и сливного сифонов. На футеровку мундштуков устанавливали радиальные шаблоны боковых стен. На эту же футеровку опирались и шаблоны торцевых стен, к которым были приварены шаблоны заливного и сливного сифонов. Заливку всех этих элементов футеровки (боковые, торцевые стены, заливной и сливной сифоны) производили за один прием, в результате чего был сформирован "муфель" печи. После заливки была произведена термообработка с помощью горелок, установленных в мундштуках. После термообработки на футеровку муфеля устанавливали подвижные кружала для изготовления свода из корундовых изделий.
Футерование печи завершали заливкой (по шаблону) шлакового окна, которую осуществляли массой СМКН-85 (с гидравлическим вяжущим). Перед заливкой массы на кожух печи были приварены металлические анкера. При применении массы КСВХ-1 для футеровки шлакового окна необходимо производить дополнительную термообработку и этого элемента печи.
Печь № 2 барабанного типа была зафутерована в январе - феврале 2006 г. по этой же схеме бригадой из пяти специалистов ООО "Стройинком" (г. Выкса Нижегородской области). Несмотря на то что работа выполнялась в несколько этапов, она была закончена на 15 суток раньше типового графика, разработанного для ремонта футеровки печи. Таким образом, опыт изготовления футеровки из массы КСВХ-1 по бетонному варианту в печах как вертикального, так и горизонтального исполнения в ОАО "Завод имени И. А. Лихачева" показал высокую эксплуатационную надежность разработанной массы. Футеровка одной из вертикальных печей находилась в эксплуатации более двух лет, футеровка одной из печей барабанного типа (№ 1) эксплуатируется уже более двух лет.
Следует отметить, что анализ состояния футеровки печей после их остановки на капитальный ремонт показал, что эксплуатация печей могла бы продолжаться значительно дольше, если бы не неполадки в системах охлаждения. Пропитка футеровки металлом выражена очень слабо и только в зоне мундштуков. По всей высоте ванны вертикальной печи не отмечалось износа футеровки: разгара, эрозии, сколов и т. п. К сожалению, выход из строя индукторов не всегда позволяет запустить печь в эксплуатацию после промежуточного ремонта, но, по мнению работников завода, печи на наливной футеровке из массы КСВХ-1 могут работать не менее трех лет.
В последнее время в связи с прекращением в России производства хромата магния появились проблемы с изготовлением футеровки индукторов канальных печей выдержки чугуна. Футеровка индукторов выполнялась, как правило, из периклазовой массы, затворявшейся водным раствором хромата магния. Рассмотрев возможности разработанных авторами настоящей статьи масс для индукционных печей, пришли к выводу об альтернативе периклазовым массам, ранее применявшимся для этой цели.
Первое промышленное опробование новой версии корундошпинельной массы КСВХШ-1 было проведено летом 2006 г. в ОАО "Мотордеталь" (г. Кострома). Из массы был залит индуктор, который показал достаточную надежность в эксплуатации, и заводом принято решение о внедрении этой массы на всех печах. Параллельно с опытной футеровкой из массы КСВХШ-1 испытывали периклазошпинельную массу ПМРК, которую затворяли не хроматом магния, как было принято ранее, а другими хромовыми соединениями. Результаты испытаний показали, что этот вариант также полностью отвечает требованиям эксплуатации индукторов. Поскольку, как и в случае с обычными периклазовыми массами, заливка периклазошпинельной массы с применением растворов хроматов требует особой осторожности из-за присутствия в них шестивалентного хрома, то, как указано выше, принято решение об использовании для футеровки индукторов корундошпинельной массы, которая работает не хуже периклазовой, но безопасна в обращении.
 
Библиографический список
 
1. Гришенков, Е. Е. Огнеупоры для печей литейного производства / Е. Е. Гришенков, Л. Я. Копейкина, В. П. Ененко [и др.] // Новые огнеупоры. - 2002. - № 1. - С. 49-59.
2. Ененко, В. П. Опыт применения корундовой массы для футеровки индукционных канальных печей выдержки чугуна / В. П. Ененко, Н. А. Чернов, В. И. Сизов [и др.] // Новые огнеупоры. - 2003. - № 8. - С. 10-12.