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1、大型高爐出鐵溝用耐火材料的研究與應(yīng)用徐國(guó)濤’)張洪雷’)孫平安‘)李安平’)李懷遠(yuǎn)’)1)武漢鋼鐵公司技術(shù)中心摘要對(duì)大型高爐出鐵溝用澆注料、搗打料、噴補(bǔ)料的性能進(jìn)行了研究分析了材料的性能、施工工藝與使用壽命的關(guān)系，認(rèn)為適當(dāng)?shù)木S護(hù)對(duì)于降低成本、提高壽命是有益的鐵廠需要合理的考慮使用壽命與材料的價(jià)格因素。關(guān)健詞高爐出鐵溝耐火材料1前言高爐大型化后，出鐵溝的使用條件也發(fā)生了變化，鐵水對(duì)溝壁的沖刷、磨損加劇，提高一代溝齡，降低成本，減輕爐后工人的工作壓力，是爐后工作的主要目標(biāo)。對(duì)于主溝、不同的部位，侵蝕條件不同，在材料的選擇上應(yīng)該有所分別，以到達(dá)綜合平衡的經(jīng)濟(jì)壽命;而對(duì)于鐵
2、溝，應(yīng)該致力于提高材料的抗?jié)B透性能。而就施工工藝與維護(hù)過(guò)程看，一些操作方法也與材料的使用壽命密切相關(guān)。本文就大型高爐爐后耐火材料的性能、施工維護(hù)工藝進(jìn)行一些分析和探討。出鐵溝耐火材料的組成與性能主溝耐火材料大型高滬主溝采用的材料主要為水泥結(jié)合澆注料，以純鋁酸鈣水泥作為結(jié)合劑;為了自流，增加細(xì)粉與水的用量。多用在2-3個(gè)鐵口的高爐;加人快干劑與促凝劑的澆注料，為快干澆注料，多用在單鐵口的高爐或生產(chǎn)安排比較緊張的高爐。武鋼自己開(kāi)發(fā)的溶膠結(jié)合澆注料為自潔凈結(jié)合的澆注料.不采用水泥結(jié)合，溫度增加，抗壓強(qiáng)度提高，不存在中溫區(qū)強(qiáng)度損失，抗氧化性能好，自流型澆注料在武鋼1513耐
3、高爐的一次通鐵量超過(guò)15萬(wàn)噸;而快干型的澆注料成型后1小時(shí)即可脫模，快速烘烤2-3小時(shí)即可投人使用，在某2200M，高爐主溝使用，經(jīng)過(guò)1-2次局部修補(bǔ)后通鐵量超過(guò)20萬(wàn)噸。主溝用不同澆注料的性能如表1a對(duì)于主溝，其結(jié)構(gòu)與侵蝕狀態(tài)示意圖如圖1，鐵水在主溝內(nèi)的落點(diǎn)以后的3-5m范圍，是侵蝕最嚴(yán)重的部位;此部分鐵水沖擊力大，流動(dòng)速度快，有回旋的現(xiàn)象，故對(duì)溝壁澆注料的侵蝕最大。在渣鐵的界面、底部拐角處，也侵蝕較嚴(yán)重，另外在撇渣器的部位，侵蝕也較嚴(yán)重。因此，在設(shè)計(jì)主溝澆注料時(shí)，必須針對(duì)不同部位使用不同的材料、采用不同的施工方法，對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也進(jìn)行一些改進(jìn)，以達(dá)到均衡使用材料，達(dá)
4、到最佳的性能價(jià)格比。1as從表1可以看出:溶膠結(jié)合的快干澆注料、自流澆注料的氧化層的厚度很小，其高溫抗折強(qiáng)度較高因此在使用過(guò)程中，碳素沒(méi)有氧化，對(duì)渣、鐵的滲透的抵抗力強(qiáng)，因此抗侵蝕性能好。表1研制的主溝低水泥澆注料與溶膠結(jié)合澆注料的性能低水泥溶膠結(jié)合溶膠結(jié)合項(xiàng)目剛玉澆注料快干澆注料自流澆注料體積密度/顯氣孔率2.89/11.432.90/14.582.88/13.52(g/cm'/%,11090x24h)~~.一一~.----一~~~一~一一一---.一一一.一~-..-一-~一一一--~-.-一~體積密度/顯氣孔率2.81/22.602.85/19.012.84/
5、18.53(glcm3/%,1500`0x3h)耐壓強(qiáng)度82.5022.9120.51(MPa、I10`Cx24h)耐壓強(qiáng)度43.70542243.75(MPa，1450`0x3h)高溫抗折強(qiáng)度(MPa，140090x2h，埋碳)抗氧化性氧化層厚度試樣表面1450度1450度下試樣40mm厚度僅1450度下試樣40mm厚度僅(mm)下碳素全部氧化表面1-3mm厚碳素氧化層表面約1-2mm厚碳素氧化層.芍︸.引、、才和側(cè)!一!命川︸獄月卜吮唁川洲止二三二=“杖—沈個(gè)以f，，~，一，，產(chǎn)，守一J萬(wàn)二二工二皿皿二三泣~‘從‘一溯到.尸-~一州山-，‘一口獄中“、_、一‘一
6、圖1高爐主溝的結(jié)構(gòu)與侵燭狀態(tài)示意圖(a俯視圖b截面圖)2.2鐵溝耐火材料鐵溝的耐火材料與主溝的使用條件不同，它在平時(shí)不儲(chǔ)存鐵水，沒(méi)有長(zhǎng)時(shí)間的高溫鐵水及渣的浸泡，因此滲透沖刷的破壞低于主溝;但鐵溝屬于高溫下不連續(xù)使用，因此，熱破壞較強(qiáng)，要求材料的抗熱震性能好，對(duì)于鐵水來(lái)看，滲透破壞較大，要求材料致密、抗氧化性能好。大型高爐的鐵溝多使用低水泥結(jié)合的澆注料，部分一千立方米左右的高爐，也有使用免烘烤搗打料。鐵溝使用的耐火材料性能如表2免烘烤搗打料有其獨(dú)特的性能不用烘烤就可投人使用;但因?yàn)槭褂昧艘簯B(tài)樹脂，有一定的揮發(fā)份存在，對(duì)環(huán)境影響不好。最近我們開(kāi)發(fā)的快速烘烤無(wú)公害搗打料，
7、不使用有機(jī)結(jié)合劑，含水量低，可快速烘烤，具有良好的使用性能。表2研制的鐵溝澆注料與搗打料的性能快速烘烤項(xiàng)目鐵溝澆注料免烘烤搗打料無(wú)公害搗打料體積密度/顯氣孔率2.92/13.122.90/14.582.88/19.13(g/cm'/%,1100x24h)體積密度/顯氣孔率1.91/17.002.85/19.012.89/17.01(g/cm'/%,150090x3h)耐壓強(qiáng)度64.6922.8111RR(MPa，110Cx24h)耐壓強(qiáng)度59.3854.2241.56(Mpg，145090x3h)2.3修補(bǔ)用噴補(bǔ)料修補(bǔ)用的噴補(bǔ)料主要采用棕剛玉為骨料，外加裹3研制
