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1、轉爐大面修補料的研究現(xiàn)狀和進展孟衛(wèi)松，趙順，吳峰武漢天成冶金爐料爐窯工程有限責任公司，湖北武漢，430081摘要本文介紹了轉爐大面維護修補用的幾種補爐料，如瀝青結合鎂碳質(zhì)修補料、樹脂結合鎂碳質(zhì)修補料、水系結合鎂質(zhì)修補料等各自的性能和特點，指出了今后轉爐大面修補料發(fā)展的方向。關鍵詞轉爐，大面修補，耐火材料，研究現(xiàn)狀和進展1前言轉爐爐齡是轉爐煉鋼中一個重要的技術經(jīng)濟指標，是煉鋼廠發(fā)揮效益的一個重要因素。提高轉爐爐齡不僅可以提高轉爐的生產(chǎn)效率，降低耐材消耗，確保連鑄機的作業(yè)率，同時又可以發(fā)揮高爐、煉鋼、軋鋼等系統(tǒng)的綜合效益。
2、轉爐濺渣護爐技術是近十幾年來轉爐煉鋼生產(chǎn)工藝中最重要的技術創(chuàng)新之一。由于該技術的普及推廣，轉爐爐齡普遍提高了3。4倍，轉爐利用系數(shù)和作業(yè)率也都有較大幅度的提高，補爐料與爐襯磚的消耗都有較大的降低【11。濺渣護爐技術應用之前，爐帽、耳軸等部位侵蝕過快是制約爐齡提高的因素。應用濺渣護爐技術之后，轉爐爐襯的侵蝕情況也發(fā)生了變化。轉爐前后大面侵蝕過快已成為影響轉爐爐齡提高的關鍵因素。因此，加強轉爐前后大面維護，以使爐襯達到均衡侵蝕，降低耐火材料消耗，進一步提高轉爐爐齡具有十分重要的意義。2轉爐大面修補料應具備的性能轉爐大面(裝
3、料側和出鋼側)作業(yè)條件較為惡劣，它不僅受到裝鐵水、廢鋼時的機械碰撞，還受到鋼液和爐渣強烈攪拌所產(chǎn)生的沖刷作用、鋼渣的化學侵蝕作用及轉爐作業(yè)時的急冷急熱所產(chǎn)生的熱震損毀作用等，各種蝕損因素綜合作用會導致轉爐大面超前損毀。因此，控制轉爐局部超前蝕損是提高轉爐使用壽命的根本措施。根據(jù)轉爐生產(chǎn)的特點及大面蝕損原因的分析，要求大面修補料應具有如下的一些性能：’1)修補料高溫流動性好，易流人蝕損的凹槽中，且表面光滑平整；2)修補料硬化時間短，以縮短補爐時間，提高轉爐作業(yè)率；3)修補料與原磚襯粘接強度高；4)修補料體積密度大，強度高
4、，抗渣性好，耐急冷急熱能力強。3目前轉爐大面修補料應用的種類及進展目前轉爐大面修補料主要是采用鎂質(zhì)或鎂碳質(zhì)材料。因鎂質(zhì)或鎂碳質(zhì)材料具有較高的抗堿性渣侵蝕·4·的性能，且與轉爐爐襯鎂碳質(zhì)材料性能相近，從而使修補料與爐襯磚能更好地燒結在一起，具有較高的結合強度。目前應用在轉爐大面上的修補料主要有兩大類別：一是碳系結合鎂碳質(zhì)修補料，它主要采用焦油、瀝青或樹脂等作結合劑。其燒結機理為：結合劑中含有多種高分子碳氫化合物，結合劑在常溫下呈固態(tài)(或液態(tài))，受熱軟化熔融，隨溫度升高結合劑粘度降低，能產(chǎn)生良好的流動性。隨后結合劑中低分子
5、物質(zhì)揮發(fā)，結合劑發(fā)生分解、縮聚反應，粘度又逐漸升高，大約在600℃以上形成碳系前驅體，最終碳化產(chǎn)生結合強度網(wǎng)；另一類是水系結合鎂質(zhì)修補料，它采用能溶入水的結合劑或含有結晶水的無機鹽作結合劑。當采用能溶入水的結合劑作鎂質(zhì)修補料的結合劑時，其燒結機理為：結合劑在補爐前加水攪拌，溶解于水中，在倒入轉爐后，因水分子沸點低，所以在鋪展的過程中就開始揮發(fā)。隨著溫度的升高，修補料很快便能產(chǎn)生陶瓷燒結而硬化。而采用含結晶水的無機鹽作結合劑的修補料，當其投入轉爐中時，此種無機鹽受熱熔化成液態(tài)而成為流體，可帶動修補料其余部分流動。由于轉爐
6、內(nèi)溫度較高，修補料很快便產(chǎn)生了陶瓷燒結。3．1碳系結合鎂碳質(zhì)修補料3．1．1焦油鎂砂(或白云石)修補料傳統(tǒng)的焦油鎂砂(或白云石)修補料是以燒結鎂砂或煅燒白云石為主要原料，以中溫瀝青和煤焦油等為結合劑，生產(chǎn)時采用加熱系統(tǒng)進行“烘砂”，并熔化瀝青，在熱態(tài)下攪拌混合生產(chǎn)的。其存在的缺點有：1)工藝復雜、生產(chǎn)效率低，浪費能源且污染環(huán)境；2)物料易結塊，存儲時間短；3)燒結時間長，一般燒結時間達70一120nlin；4)粘接強度低，耐用性差，使用壽命短(一般使用壽命只1—2爐)焦油鎂砂(或白云石)修補料早期一般應用于中、小型轉爐
7、上。雖說其價格低廉，但由于其固有的缺陷，目前其使用量越來越少，在很多鋼廠，此種大面修補料已退出了歷史舞臺。3．1．2．瀝青結合鎂碳質(zhì)修補料瀝青結合鎂碳質(zhì)大面修補料的主要組成為：鎂砂、煤焦油瀝青、液體結合劑和添加劑等。它采用冷態(tài)攪拌生產(chǎn)工藝，相對焦油鎂砂(或白云石)修補料而言，簡化了生產(chǎn)工藝，提高了生產(chǎn)效率，改善了作業(yè)環(huán)境。由于其使用壽命較高(一般使用壽命為lO一20爐)，成本較低廉，目前在很多鋼廠都得到了普遍的應用。很多學者和工程技術人員∞’4’7，81都對瀝青結合鎂碳質(zhì)大面修補料作了較詳細的研究。研究結果表明：瀝青的
8、種類和加入量決定了修補料的流動性能和硬化時間。一般說來，隨瀝青加入量增加，修補料高溫流動性增加，但燒結時間明顯延長。瀝青加入量過多，如果燒結時間不足，就會出現(xiàn)塌料事故；如果瀝青加入量過少，則修補料鋪展性較差，修補料高溫結構疏松、強度低、抗侵蝕性較差，使用中會出現(xiàn)快速損毀狀況，易出現(xiàn)塌料或翻料事故。瀝青適宜用量一般以10—30％為宜
