189327. lajstromszámú szabadalom • Eljárás SM-kemencék hátsó munkafalának monolitos kialakítására
1 .189 327 2 Az SM acéltermelés hányada még mindig elég nagy ahhoz, hogy a Siemens-Martin kemencék gazdagságosságának javításával érdemes legyen foglalkozni. Ebben a vonatkozásban nagyon jó eredményeket értek el a K. O. R. F. (Korf-Oxy- Refining Fuel Burner System) eljárással. Eszerint egy fúvóka rendszerrel a kemence hátsó falán keresztül az acélfürdő felszíne alá vezetik az oxigént. Ezáltal meggyorsítják a metallurgiai reakciók lefolytatásához. Ennek eredményeként 35,0%-kal csökken az adagidő, 44,3%-kal javul az energiafelhasználás, továbbá 25 kg/t-val csökken a fajlagos fémbetétfelhasználás. Az oxigént és a hűtőközeget ún. égők vezetik a fürdőbe, melyeket - a mellékelt ábrák (I., 2. sz. melléklet) szerint - a hátsó falhoz szervesen kapcsolódó tűzállóanyagból készült pillérbe ágyazzák. Az igen magas hőmérséklet, a mozgásban lévő acél és salak eróziós hatása koptatja ezt a pillért. A K. O. R. F. eljárás gazdasági előnyei csak akkor érvényesülnek, ha a pillér tartóssága legalább 150-200 adagot ér el. A pillér elkészítéséhez eddig alkalmazott eljárással csupán 100-150 adagos tartósságot sikerült elérni. Ez szükségessé teszi a bélésanyagok továbbfejlesztését. Felismerésünk szerint a K. O. R. F. pillér tartósságának feltételei az alábbiakban foglalhatók öszsze:- nagytömörségű monolitos falazat,- a tűzállóanyag és a kötőanyag olyan megválasztása, amely biztosítja a dongóiét nagyszilé rdságát a teljes hőmérséklet-tartományban,- kellően magas gázáteresztö-képesség, ami biztosítja a pillér tömegében lévő vízgőz akadálytalan eltávozását,- méretállandóság a teljes hőmérséklet-tartományban. Mindezek mellett kívánalom a bélésanyag toxikus jellegének csökkentése, illetve kiküszöbölése. Külön kell kihangsúlyozni, hogy a K.O. R. F. technológia alkalmazása esetén 100 tonnás SM kemencében a pillér tömege 45-50 tonna, és dilatációs hézagoktól mentesen készül 1000-1400 mm vastagságban. Elkészülte után nyers állapotban 2,0-2,5 tonna (!!) vizet zár magába. Ezek figyelembevételével a felsorolt feltételek teljesítése szinte megoldhatatlannak tűnik. A nagy tömörség és a szilárdság biztosítása széles hőmérséklet-tartományban általában úgy érhető el, hogy növelik a finom frakciók mennyiségét, a kötőanyag aktivitását és mennyiségét. Ilyenkor azonban megnő a bedolgozási vízszükséglet, leromlik az anyag gázáteresztőképessége, az anyag felfűtés során repedezik, darabosan leválik. Repedezik a monolit falazat a. finom frakciók zsugorodása miatt is. Kísérleteink során bebizonyosodott, hogy a felsorolt feltételeknek csak úgy lehet eleget tenni, ha komplex kötőanyag- és adalékanyag-rendszert alkalmazunk és egyidejűleg az alkalmazott magnezit őrlemény szemcseösszetételét célirányosan alakítjuk ki. A komplex rendszer a mi esetünkben a következőket jelenti: Kötőanyagként egyidejűleg kell alkalmazni alkáli-foszfátot és magnézium-szulfátot, mindegyiket 1,0-3,0% közötti mennyiségben. Legjobb eredményt akkor értünk el, ha alkáli-foszfátként Nahexametafoszfátot vagy Na-polifoszfátot alkalmaztunk, mely utóbbinál a polimerizációs fok 10-25 között volt. A kötőanyagokat oldat formájában is alkalmazhatjuk, de kedvezőbb eredményt adott szilárd formában való adagolásuk. Igen jó eredményt kaptunk, ha a felsorolt kötőanyagok mellé magnézium-kloridot is alkalmaztunk (célszerűen 500-900 g/1 töménységben), a klorid-adagolás különösen akkor adott jó eredményt, ha az anyag bedolgozása öntéssel vagy szórással történt. A felsorolt kötőanyagok mellett a komplex kötés részeként 1,0-3,5% 0,2 mm-nél finomabb szemcsézetű ferroötvözetőrleményt is kell adagolni a keverékbe. A ferroötvözet elvileg lehet bármely könynyen őrlődő ferroötvözet, pl. ferro-króm, ferrotitán, vagy ferro-cirkónium stb. De lehet magas karbontartalmú nyersvas is, sőt jó eredményt kapunk az ún. „színes” (vastartalmú) elektrokorund redukciós olvasztásnál képződő Fe-Si-Ti-C rendszerbe tartozó ferroötvözet-melléktermék alkalmazásával is. A komplex kötőanyag- és adalékanyagrendszer biztosítja azl, hogy a monolitos falazat szilárdsága a kritikus 600-1000 °C tartományban is igen magas (100-150 kg/cm2) marad. A gázáteresztö-képesség és a méretstabilitás érdekében a tűzállóörlemény szemcsézetea szokásostól eltérő kell hogy legyen. Tartalmaznia kell egészen durva (4-8 mm) frakciókat is, az 1 mm-nél durvább frakciók mennyisége legalább 40”célszerűen 45-55%, a zsugorodásra hajlamos aktív finom frakció (0,06 mm-nél kisebb frakció) mennyisége pedig 18-28% között legyen. Az alkalmazott magnezit nagy tömörsége, a durva szemcsefrakciók viszonylagosan magas aránya, a finomfrakció kis mennyisége, a kötőanyag speciális jellege lehetővé teszi, hogy a döngölőmassza szükséges nedvességtartalma csupán 2,8-4,0% legyen, a finomszemcsés kromát-kötésű masszák 4,3-5,5%-os nedvességigényével szemben. Az elvégzett kísérletek azt mutatták, hogy a fentiekben jellemzett anyag bedolgozása döngöléssel, öntéssel, vibrálással, gépi szórással (ún. torkretálással) történhet. Természetesen, a massza nedvességigénye a bedolgozási módtól függően változik: döngölés esetén 2,8-4,0%, torkretáláskor 4,0-5,0%, öntésnél 6,0-9,0%, A torkretálásnak, mint bedolgozási módnak jelentős előnye, hogy egyenletes tömörségű falazat kialakítását teszi lehetővé zsaluzat alkalmazása nélkül. A jelenlegi kemencebélésekhez képest szokatlanul nagy tömegű monolit pillér repedésmentességének biztosítása érdekében szükséges, hogy annak hőkezelése meghatározott módcn történjen. így megfigyeltük, hogy a bedolgozás befejeztével, a zsaluzat lebontásáig célszerű az anyag pihentetése 2-16 óráig (döngölt vagy szórással kialakított falazatnál 2-4 óráig, öntött falazatnál 10-16 óráig). Pihentetés után fontos az anyag szárítási, illetve keményítési szakasza, ami 550-750 °C hőmérsékle tig tart. Ebben a tartományban a felfűtés sebesség 0,4-0,8 °C/perc lehet 550-750 °C kemencetéi -5 10 IS 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
