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公司:重慶市永川區(qū)新碳耐火材料廠
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重慶耐火材料轉(zhuǎn)爐維護用耐火材料的應(yīng)用技術(shù)及展望
提高轉(zhuǎn)爐壽命一直以來都是煉鋼廠和耐火材料廠關(guān)注的重點。轉(zhuǎn)爐內(nèi)襯普遍砌筑不同功能的鎂碳磚并結(jié)合濺渣護爐技術(shù),國內(nèi)煉鋼廠對轉(zhuǎn)爐壽命的要求一般都在5 000爐以上,甚至超過10 000爐,因此需要配備相應(yīng)的維護用耐火材料。目前,普遍采用大面熱
提高轉(zhuǎn)爐壽命一直以來都是煉鋼廠和耐火材料廠關(guān)注的重點。轉(zhuǎn)爐內(nèi)襯普遍砌筑不同功能的鎂碳磚并結(jié)合濺渣護爐技術(shù),國內(nèi)煉鋼廠對轉(zhuǎn)爐壽命的要求一般都在5 000爐以上,甚至超過10 000爐,因此需要配備相應(yīng)的維護用耐火材料。目前,普遍采用大面熱修補料對轉(zhuǎn)爐的加料側(cè)、爐底和出鋼側(cè)進行維護,采用噴補料對轉(zhuǎn)爐的熔池、圓角和耳軸進行維護,采用灌漿料用于轉(zhuǎn)爐出鋼口更換時的填縫和出鋼口區(qū)域的維護,采用手投料對轉(zhuǎn)爐的爐帽進行維護。另外,濺渣護爐技術(shù)在延長轉(zhuǎn)爐壽命上也發(fā)揮了作用,但隨著潔凈鋼冶煉和對轉(zhuǎn)爐經(jīng)濟爐齡理念的認識,轉(zhuǎn)爐濺渣護爐的比例將會不斷下降,因此維護用耐火材料的作用將越來越重要。
重慶耐火材料以下綜述了目前轉(zhuǎn)爐不同區(qū)域維護用耐火材料的材質(zhì)體系、施工方式、使用性能和消耗比例及其與轉(zhuǎn)爐工況條件之間的相關(guān)性,并對今后轉(zhuǎn)爐維護用耐火材料技術(shù)的發(fā)展進行了展望。
1 轉(zhuǎn)爐大面熱修補料
轉(zhuǎn)爐大面熱修補料主要用于維護轉(zhuǎn)爐的加料側(cè)、爐底和出鋼側(cè),其材質(zhì)目前主要有瀝青或樹脂結(jié)合的鎂碳質(zhì)熱修補料、SiO2微粉結(jié)合的鎂質(zhì)水系環(huán)保熱修補料和九水偏硅酸鈉結(jié)合的鎂質(zhì)自流熱修補料等。
1.1 施工方法比較
鎂碳質(zhì)熱修補料主要以鎂砂和瀝青或樹脂粉為主要原料,基質(zhì)中添加有潤濕劑、促流劑、抗氧化劑等。其通過料斗倒入轉(zhuǎn)爐中,借助搖爐和結(jié)合劑遇熱時的液化,使大面料迅速流動到需維護區(qū)域并自流密實,與爐襯緊密結(jié)合在一起。鎂硅質(zhì)水系環(huán)保熱修補料主要以鎂砂和SiO2微粉為主要原料,基質(zhì)中添加有減水劑、防沉淀劑和防爆劑等,其需在攪拌機中加水攪拌均勻達到自流狀態(tài)后,再通過料斗倒入轉(zhuǎn)爐,借助搖爐和水分遇熱的蒸發(fā)使大面料迅速流動到需維護區(qū)域并自流密實,與爐襯緊密結(jié)合在一起。九水偏硅酸鈉結(jié)合的鎂質(zhì)熱修補料主要以鎂砂和九水偏硅酸鈉等為主要原料,其補爐方法與含碳熱修補料的相同,不同的是其通過上述無機鹽遇熱時釋放出的水分及水分的蒸發(fā)使修補料沸騰、流動和沉淀,并與爐襯結(jié)合在一起,從而達到維護的目標。
以上三種大面料都是利用轉(zhuǎn)爐出鋼后的余熱和轉(zhuǎn)爐的及時搖動來實現(xiàn)補爐作業(yè)的,每次維護用量在0.7~3.2 t,因此需在轉(zhuǎn)爐出鋼后余溫較高時及時修補,并保證充分的燒結(jié)時間。鎂碳質(zhì)熱修補料在燒結(jié)過程中存在瀝青/樹脂燃燒和碳化,伴隨有較多濃煙冒出,對環(huán)境不友好,且燒結(jié)時間一般在30~60 min。鎂硅質(zhì)水系環(huán)保熱修補料和九水偏硅酸鈉結(jié)合的鎂質(zhì)熱修補料在燒結(jié)過程中主要是水分的蒸發(fā),對環(huán)境無不利影響,且燒結(jié)時間一般在20 min以內(nèi),這對提高轉(zhuǎn)爐的生產(chǎn)效率有重大意義。
1.2 理化性能和應(yīng)用比較
上述三種熱修補料的主要理化性能和使用情況如表1所示。從表1可知,鎂硅質(zhì)環(huán)保熱修補料致密度和強度最大,九水偏硅酸鈉結(jié)合鎂質(zhì)熱修補料的次之,而鎂碳質(zhì)熱修補料的最低。這種差異與其化學(xué)組成相關(guān):鎂硅質(zhì)環(huán)保熱修補料主要成分為MgO和SiO2,其在高溫下會形成高熔點相M2S(熔點1 890℃);鎂碳質(zhì)熱修補料主要成分為MgO和C,其在高溫下會形成碳結(jié)合;九水偏硅酸鈉結(jié)合鎂質(zhì)熱修補料的主要成分為MgO、SiO2和Na2O,其在高溫下會存在較多的低熔點相。
因本身致密度和強度的差異,鎂硅質(zhì)環(huán)保熱修補料的使用壽命最長,但因其受施工方法的制約且屬于最近幾年發(fā)展起來的新興技術(shù),其目前使用范圍居第二位;鎂碳質(zhì)熱修補料的使用壽命次之,但因施工方便且是已使用多年的成熟技術(shù),其目前使用范圍最廣;九水偏硅酸鈉結(jié)合鎂質(zhì)熱修補料使用壽命最短,其目前使用范圍也最窄。
2 轉(zhuǎn)爐耳軸和圓角維護用噴補料
轉(zhuǎn)爐耳軸及耳軸同側(cè)的圓角區(qū)域采用鎂質(zhì)或鎂碳質(zhì)噴補料進行修補。該兩種噴補料均以鎂砂為主要原料,采用磷酸鹽為結(jié)合劑,基質(zhì)中引入適量SiO2微粉、促硬劑和增塑劑,通過噴補設(shè)備達到補爐效果。
鎂質(zhì)和鎂碳質(zhì)噴補料對轉(zhuǎn)爐耳軸和圓角的維護一般在轉(zhuǎn)爐的服役中期開始,并盡量利用轉(zhuǎn)爐熱修補料維護之后的燒結(jié)時間進行,每次使用量一般在0.4~0.8 t,燒結(jié)時間在 10 min以內(nèi),使用壽命一般為4~5爐。
轉(zhuǎn)爐維護用耐火材料的技術(shù)展望
目前,大面熱修補料、耳軸和圓角維護用噴補料、出鋼口更換用灌漿料和爐帽維護用手投料仍是轉(zhuǎn)爐維護用的主要材料。隨著國家對鎂質(zhì)資源管控的加強,鋼廠對效率和環(huán)保要求的提高,鋼廠冶煉鋼種高端化要求對濺渣護爐和吹煉比例的要求等多方面因素的影響,今后轉(zhuǎn)爐維護用耐火材料技術(shù)將會出現(xiàn)一些新的變化:
(1)鎂質(zhì)資源緊張趨勢將迫使耐火材料生產(chǎn)商轉(zhuǎn)尋更多可替代資源,如鎂橄欖石、鎂白云石、各種堿性回收廢磚等都將成為搶手的維護耐火材料用原料。
?。?)轉(zhuǎn)爐大面維護用鎂硅質(zhì)環(huán)保熱修補料在環(huán)保和提高轉(zhuǎn)爐周轉(zhuǎn)效率方面比傳統(tǒng)鎂碳質(zhì)熱修補料優(yōu)越,其使用范圍將越來越廣。
?。?)轉(zhuǎn)爐耳軸、圓角維護用噴補料、出鋼口灌漿料用設(shè)備的自動化和智能化將逐漸推廣,其可自動調(diào)節(jié)水料比和噴補速度,極大限度地提高了維護材料的黏附效果,從而大大降低噸鋼耐火材料消耗。
?。?)因?qū)Ω叨虽摲N需求量的日益增加,鋼廠將逐漸減少濺渣護爐比例,追求合適的經(jīng)濟爐齡。除高品位爐襯磚的開發(fā),高性能轉(zhuǎn)爐維護材料尤其是高壽命的新型噴補料也急需開發(fā)。http://www.laxiaozui.com/
重慶耐火材料以下綜述了目前轉(zhuǎn)爐不同區(qū)域維護用耐火材料的材質(zhì)體系、施工方式、使用性能和消耗比例及其與轉(zhuǎn)爐工況條件之間的相關(guān)性,并對今后轉(zhuǎn)爐維護用耐火材料技術(shù)的發(fā)展進行了展望。
1 轉(zhuǎn)爐大面熱修補料
轉(zhuǎn)爐大面熱修補料主要用于維護轉(zhuǎn)爐的加料側(cè)、爐底和出鋼側(cè),其材質(zhì)目前主要有瀝青或樹脂結(jié)合的鎂碳質(zhì)熱修補料、SiO2微粉結(jié)合的鎂質(zhì)水系環(huán)保熱修補料和九水偏硅酸鈉結(jié)合的鎂質(zhì)自流熱修補料等。
1.1 施工方法比較
鎂碳質(zhì)熱修補料主要以鎂砂和瀝青或樹脂粉為主要原料,基質(zhì)中添加有潤濕劑、促流劑、抗氧化劑等。其通過料斗倒入轉(zhuǎn)爐中,借助搖爐和結(jié)合劑遇熱時的液化,使大面料迅速流動到需維護區(qū)域并自流密實,與爐襯緊密結(jié)合在一起。鎂硅質(zhì)水系環(huán)保熱修補料主要以鎂砂和SiO2微粉為主要原料,基質(zhì)中添加有減水劑、防沉淀劑和防爆劑等,其需在攪拌機中加水攪拌均勻達到自流狀態(tài)后,再通過料斗倒入轉(zhuǎn)爐,借助搖爐和水分遇熱的蒸發(fā)使大面料迅速流動到需維護區(qū)域并自流密實,與爐襯緊密結(jié)合在一起。九水偏硅酸鈉結(jié)合的鎂質(zhì)熱修補料主要以鎂砂和九水偏硅酸鈉等為主要原料,其補爐方法與含碳熱修補料的相同,不同的是其通過上述無機鹽遇熱時釋放出的水分及水分的蒸發(fā)使修補料沸騰、流動和沉淀,并與爐襯結(jié)合在一起,從而達到維護的目標。
以上三種大面料都是利用轉(zhuǎn)爐出鋼后的余熱和轉(zhuǎn)爐的及時搖動來實現(xiàn)補爐作業(yè)的,每次維護用量在0.7~3.2 t,因此需在轉(zhuǎn)爐出鋼后余溫較高時及時修補,并保證充分的燒結(jié)時間。鎂碳質(zhì)熱修補料在燒結(jié)過程中存在瀝青/樹脂燃燒和碳化,伴隨有較多濃煙冒出,對環(huán)境不友好,且燒結(jié)時間一般在30~60 min。鎂硅質(zhì)水系環(huán)保熱修補料和九水偏硅酸鈉結(jié)合的鎂質(zhì)熱修補料在燒結(jié)過程中主要是水分的蒸發(fā),對環(huán)境無不利影響,且燒結(jié)時間一般在20 min以內(nèi),這對提高轉(zhuǎn)爐的生產(chǎn)效率有重大意義。
1.2 理化性能和應(yīng)用比較
上述三種熱修補料的主要理化性能和使用情況如表1所示。從表1可知,鎂硅質(zhì)環(huán)保熱修補料致密度和強度最大,九水偏硅酸鈉結(jié)合鎂質(zhì)熱修補料的次之,而鎂碳質(zhì)熱修補料的最低。這種差異與其化學(xué)組成相關(guān):鎂硅質(zhì)環(huán)保熱修補料主要成分為MgO和SiO2,其在高溫下會形成高熔點相M2S(熔點1 890℃);鎂碳質(zhì)熱修補料主要成分為MgO和C,其在高溫下會形成碳結(jié)合;九水偏硅酸鈉結(jié)合鎂質(zhì)熱修補料的主要成分為MgO、SiO2和Na2O,其在高溫下會存在較多的低熔點相。
因本身致密度和強度的差異,鎂硅質(zhì)環(huán)保熱修補料的使用壽命最長,但因其受施工方法的制約且屬于最近幾年發(fā)展起來的新興技術(shù),其目前使用范圍居第二位;鎂碳質(zhì)熱修補料的使用壽命次之,但因施工方便且是已使用多年的成熟技術(shù),其目前使用范圍最廣;九水偏硅酸鈉結(jié)合鎂質(zhì)熱修補料使用壽命最短,其目前使用范圍也最窄。
2 轉(zhuǎn)爐耳軸和圓角維護用噴補料
轉(zhuǎn)爐耳軸及耳軸同側(cè)的圓角區(qū)域采用鎂質(zhì)或鎂碳質(zhì)噴補料進行修補。該兩種噴補料均以鎂砂為主要原料,采用磷酸鹽為結(jié)合劑,基質(zhì)中引入適量SiO2微粉、促硬劑和增塑劑,通過噴補設(shè)備達到補爐效果。
鎂質(zhì)和鎂碳質(zhì)噴補料對轉(zhuǎn)爐耳軸和圓角的維護一般在轉(zhuǎn)爐的服役中期開始,并盡量利用轉(zhuǎn)爐熱修補料維護之后的燒結(jié)時間進行,每次使用量一般在0.4~0.8 t,燒結(jié)時間在 10 min以內(nèi),使用壽命一般為4~5爐。
轉(zhuǎn)爐維護用耐火材料的技術(shù)展望
目前,大面熱修補料、耳軸和圓角維護用噴補料、出鋼口更換用灌漿料和爐帽維護用手投料仍是轉(zhuǎn)爐維護用的主要材料。隨著國家對鎂質(zhì)資源管控的加強,鋼廠對效率和環(huán)保要求的提高,鋼廠冶煉鋼種高端化要求對濺渣護爐和吹煉比例的要求等多方面因素的影響,今后轉(zhuǎn)爐維護用耐火材料技術(shù)將會出現(xiàn)一些新的變化:
(1)鎂質(zhì)資源緊張趨勢將迫使耐火材料生產(chǎn)商轉(zhuǎn)尋更多可替代資源,如鎂橄欖石、鎂白云石、各種堿性回收廢磚等都將成為搶手的維護耐火材料用原料。
?。?)轉(zhuǎn)爐大面維護用鎂硅質(zhì)環(huán)保熱修補料在環(huán)保和提高轉(zhuǎn)爐周轉(zhuǎn)效率方面比傳統(tǒng)鎂碳質(zhì)熱修補料優(yōu)越,其使用范圍將越來越廣。
?。?)轉(zhuǎn)爐耳軸、圓角維護用噴補料、出鋼口灌漿料用設(shè)備的自動化和智能化將逐漸推廣,其可自動調(diào)節(jié)水料比和噴補速度,極大限度地提高了維護材料的黏附效果,從而大大降低噸鋼耐火材料消耗。
?。?)因?qū)Ω叨虽摲N需求量的日益增加,鋼廠將逐漸減少濺渣護爐比例,追求合適的經(jīng)濟爐齡。除高品位爐襯磚的開發(fā),高性能轉(zhuǎn)爐維護材料尤其是高壽命的新型噴補料也急需開發(fā)。http://www.laxiaozui.com/