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重慶耐火材料轉爐維護用耐火材料的應用技術及展望
來源:    發布時間: 2019-05-23 17:41   1081 次瀏覽   大小:  16px  14px  12px
  提高轉爐壽命一直以來都是煉鋼廠和耐火材料廠關注的重點。轉爐內襯普遍砌筑不同功能的鎂碳磚并結合濺渣護爐技術,國內煉鋼廠對轉爐壽命的要求一般都在5 000爐以上,甚至超過10 000爐,因此需要配備相應的維護用耐火材料。目前,普遍采用大面熱
  提高轉爐壽命一直以來都是煉鋼廠和耐火材料廠關注的重點。轉爐內襯普遍砌筑不同功能的鎂碳磚并結合濺渣護爐技術,國內煉鋼廠對轉爐壽命的要求一般都在5 000爐以上,甚至超過10 000爐,因此需要配備相應的維護用耐火材料。目前,普遍采用大面熱修補料對轉爐的加料側、爐底和出鋼側進行維護,采用噴補料對轉爐的熔池、圓角和耳軸進行維護,采用灌漿料用于轉爐出鋼口更換時的填縫和出鋼口區域的維護,采用手投料對轉爐的爐帽進行維護。另外,濺渣護爐技術在延長轉爐壽命上也發揮了作用,但隨著潔凈鋼冶煉和對轉爐經濟爐齡理念的認識,轉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爐不同區域維護用耐火材料的材質體系、施工方式、使用性能和消耗比例及其與轉爐工況條件之間的相關性,并對今后轉爐維護用耐火材料技術的發展進行了展望。
  1 轉爐大面熱修補料
  轉爐大面熱修補料主要用于維護轉爐的加料側、爐底和出鋼側,其材質目前主要有瀝青或樹脂結合的鎂碳質熱修補料、SiO2微粉結合的鎂質水系環保熱修補料和九水偏硅酸鈉結合的鎂質自流熱修補料等。
  1.1 施工方法比較
  鎂碳質熱修補料主要以鎂砂和瀝青或樹脂粉為主要原料,基質中添加有潤濕劑、促流劑、抗氧化劑等。其通過料斗倒入轉爐中,借助搖爐和結合劑遇熱時的液化,使大面料迅速流動到需維護區域并自流密實,與爐襯緊密結合在一起。鎂硅質水系環保熱修補料主要以鎂砂和SiO2微粉為主要原料,基質中添加有減水劑、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后,再通過料斗倒入轉爐,借助搖爐和水分遇熱的蒸發使大面料迅速流動到需維護區域并自流密實,與爐襯緊密結合在一起。九水偏硅酸鈉結合的鎂質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使修補料沸騰、流動和沉淀,并與爐襯結合在一起,從而達到維護的目標。
  以上三種大面料都是利用轉爐出鋼后的余熱和轉爐的及時搖動來實現補爐作業的,每次維護用量在0.7~3.2 t,因此需在轉爐出鋼后余溫較高時及時修補,并保證充分的燒結時間。鎂碳質熱修補料在燒結過程中存在瀝青/樹脂燃燒和碳化,伴隨有較多濃煙冒出,對環境不友好,且燒結時間一般在30~60 min。鎂硅質水系環保熱修補料和九水偏硅酸鈉結合的鎂質熱修補料在燒結過程中主要是水分的蒸發,對環境無不利影響,且燒結時間一般在20 min以內,這對提高轉爐的生產效率有重大意義。
  1.2 理化性能和應用比較
  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,鎂硅質環保熱修補料致密度和強度最大,九水偏硅酸鈉結合鎂質熱修補料的次之,而鎂碳質熱修補料的最低。這種差異與其化學組成相關:鎂硅質環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℃);鎂碳質熱修補料主要成分為MgO和C,其在高溫下會形成碳結合;九水偏硅酸鈉結合鎂質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,鎂硅質環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展起來的新興技術,其目前使用范圍居第二位;鎂碳質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,其目前使用范圍最廣;九水偏硅酸鈉結合鎂質熱修補料使用壽命最短,其目前使用范圍也最窄。
  2 轉爐耳軸和圓角維護用噴補料
  轉爐耳軸及耳軸同側的圓角區域采用鎂質或鎂碳質噴補料進行修補。該兩種噴補料均以鎂砂為主要原料,采用磷酸鹽為結合劑,基質中引入適量SiO2微粉、促硬劑和增塑劑,通過噴補設備達到補爐效果。
  鎂質和鎂碳質噴補料對轉爐耳軸和圓角的維護一般在轉爐的服役中期開始,并盡量利用轉爐熱修補料維護之后的燒結時間進行,每次使用量一般在0.4~0.8 t,燒結時間在 10 min以內,使用壽命一般為4~5爐。
  轉爐維護用耐火材料的技術展望
  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爐維護用的主要材料。隨著國家對鎂質資源管控的加強,鋼廠對效率和環保要求的提高,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,今后轉爐維護用耐火材料技術將會出現一些新的變化:
 ?。?)鎂質資源緊張趨勢將迫使耐火材料生產商轉尋更多可替代資源,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。
 ?。?)轉爐大面維護用鎂硅質環保熱修補料在環保和提高轉爐周轉效率方面比傳統鎂碳質熱修補料優越,其使用范圍將越來越廣。
 ?。?)轉爐耳軸、圓角維護用噴補料、出鋼口灌漿料用設備的自動化和智能化將逐漸推廣,其可自動調節水料比和噴補速度,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。
 ?。?)因對高端鋼種需求量的日益增加,鋼廠將逐漸減少濺渣護爐比例,追求合適的經濟爐齡。除高品位爐襯磚的開發,高性能轉爐維護材料尤其是高壽命的新型噴補料也急需開發。http://www.qiaolaba.com/
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