重庆耐火材料转炉维护用耐火材料的应用技术及展望
来源:    发布时间: 2019-05-23 17:41   138 次浏览   大小:  16px  14px  12px
  提高转炉寿命一直以来都是炼钢厂和耐火材料厂关注的重点。转炉内衬普遍砌筑不同功能的镁碳砖并结合溅渣护炉技术,国内炼钢厂对转炉寿命的要求一般都在5 000炉以上,甚至超过10 000炉,因此需要配备相应的维护用耐火材料。目前,普遍采用大面热
  提高转炉寿命一直以来都是炼钢厂和耐火材料厂关注的重点。转炉内衬普遍砌筑不同功能的镁碳砖并结合溅渣护炉技术,国内炼钢厂对转炉寿命的要求一般都在5 000炉以上,甚至超过10 000炉,因此需要配备相应的维护用耐火材料。目前,普遍采用大面热修补料对转炉的加料侧、炉底和出钢侧进行维护,采用喷补料对转炉的熔池、圆角和耳轴进行维护,采用灌浆料用于转炉出钢口更换时的填缝和出钢口区域的维护,采用手投料对转炉的炉帽进行维护。另外,溅渣护炉技术在延长转炉寿命上也发挥了作用,但随着洁净钢冶炼和对转炉经济炉龄理念的认识,转炉溅渣护炉的比例将会不断下降,因此维护用耐火材料的作用将越来越重要。
  重庆耐火材料以下综述了目前转炉不同区域维护用耐火材料的材质体系、施工方式、使用性能和消耗比例及其与转炉工况条件之间的相关性,并对今后转炉维护用耐火材料技术的发展进行了展望。
  1 转炉大面热修补料
  转炉大面热修补料主要用于维护转炉的加料侧、炉底和出钢侧,其材质目前主要有沥青或树脂结合的镁碳质热修补料、SiO2微粉结合的镁质水系环保热修补料和九水偏硅酸钠结合的镁质自流热修补料等。
  1.1 施工方法比较
  镁碳质热修补料主要以镁砂和沥青或树脂粉为主要原料,基质中添加有润湿剂、促流剂、抗氧化剂等。其通过料斗倒入转炉中,借助摇炉和结合剂遇热时的液化,使大面料迅速流动到需维护区域并自流密实,与炉衬紧密结合在一起。镁硅质水系环保热修补料主要以镁砂和SiO2微粉为主要原料,基质中添加有减水剂、防沉淀剂和防爆剂等,其需在搅拌机中加水搅拌均匀达到自流状态后,再通过料斗倒入转炉,借助摇炉和水分遇热的蒸发使大面料迅速流动到需维护区域并自流密实,与炉衬紧密结合在一起。九水偏硅酸钠结合的镁质热修补料主要以镁砂和九水偏硅酸钠等为主要原料,其补炉方法与含碳热修补料的相同,不同的是其通过上述无机盐遇热时释放出的水分及水分的蒸发使修补料沸腾、流动和沉淀,并与炉衬结合在一起,从而达到维护的目标。
  以上三种大面料都是利用转炉出钢后的余热和转炉的及时摇动来实现补炉作业的,每次维护用量在0.7~3.2 t,因此需在转炉出钢后余温较高时及时修补,并保证充分的烧结时间。镁碳质热修补料在烧结过程中存在沥青/树脂燃烧和碳化,伴随有较多浓烟冒出,对环境不友好,且烧结时间一般在30~60 min。镁硅质水系环保热修补料和九水偏硅酸钠结合的镁质热修补料在烧结过程中主要是水分的蒸发,对环境无不利影响,且烧结时间一般在20 min以内,这对提高转炉的生产效率有重大意义。
  1.2 理化性能和应用比较
  上述三种热修补料的主要理化性能和使用情况如表1所示。从表1可知,镁硅质环保热修补料致密度和强度最大,九水偏硅酸钠结合镁质热修补料的次之,而镁碳质热修补料的最低。这种差异与其化学组成相关:镁硅质环保热修补料主要成分为MgO和SiO2,其在高温下会形成高熔点相M2S(熔点1 890℃);镁碳质热修补料主要成分为MgO和C,其在高温下会形成碳结合;九水偏硅酸钠结合镁质热修补料的主要成分为MgO、SiO2和Na2O,其在高温下会存在较多的低熔点相。
  因本身致密度和强度的差异,镁硅质环保热修补料的使用寿命最长,但因其受施工方法的制约且属于最近几年发展起来的新兴技术,其目前使用范围居第二位;镁碳质热修补料的使用寿命次之,但因施工方便且是已使用多年的成熟技术,其目前使用范围最广;九水偏硅酸钠结合镁质热修补料使用寿命最短,其目前使用范围也最窄。
  2 转炉耳轴和圆角维护用喷补料
  转炉耳轴及耳轴同侧的圆角区域采用镁质或镁碳质喷补料进行修补。该两种喷补料均以镁砂为主要原料,采用磷酸盐为结合剂,基质中引入适量SiO2微粉、促硬剂和增塑剂,通过喷补设备达到补炉效果。
  镁质和镁碳质喷补料对转炉耳轴和圆角的维护一般在转炉的服役中期开始,并尽量利用转炉热修补料维护之后的烧结时间进行,每次使用量一般在0.4~0.8 t,烧结时间在 10 min以内,使用寿命一般为4~5炉。
  转炉维护用耐火材料的技术展望
  目前,大面热修补料、耳轴和圆角维护用喷补料、出钢口更换用灌浆料和炉帽维护用手投料仍是转炉维护用的主要材料。随着国家对镁质资源管控的加强,钢厂对效率和环保要求的提高,钢厂冶炼钢种高端化要求对溅渣护炉和吹炼比例的要求等多方面因素的影响,今后转炉维护用耐火材料技术将会出现一些新的变化:
  (1)镁质资源紧张趋势将迫使耐火材料生产商转寻更多可替代资源,如镁橄榄石、镁白云石、各种碱性回收废砖等都将成为抢手的维护耐火材料用原料。
  (2)转炉大面维护用镁硅质环保热修补料在环保和提高转炉周转效率方面比传统镁碳质热修补料优越,其使用范围将越来越广。
  (3)转炉耳轴、圆角维护用喷补料、出钢口灌浆料用设备的自动化和智能化将逐渐推广,其可自动调节水料比和喷补速度,极大限度地提高了维护材料的黏附效果,从而大大降低吨钢耐火材料消耗。
  (4)因对高端钢种需求量的日益增加,钢厂将逐渐减少溅渣护炉比例,追求合适的经济炉龄。除高品位炉衬砖的开发,高性能转炉维护材料尤其是高寿命的新型喷补料也急需开发。http://www.cqxtnhz.com/