310S不鏽鋼管廠,爐缸整體澆注技術的優勢與應用

類 别:

牌 号:富航牌不鏽鋼

數 量(噸/張):

常規厚度:規格齊全

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産 地:無錫富航不鏽鋼管廠

聯系方式:0510-66908666

高爐爐缸陶瓷杯整體澆注技術,以其對爐缸原理透徹的領悟,和行之有效的實踐,逐漸被廣大高爐煉鐵技術所接受。相較于傳統的砌磚陶瓷杯,澆注陶瓷杯,是真正意義上的“杯”結構,起到良好的隔離和隔熱的作用,更有助于高爐長壽。另外,爐缸整體澆注技術,簡單快捷,大大縮短工期;更有效利用殘餘碳磚,節省檢修費用。結合不定形耐火材料的優點,爐缸整體澆注技術,必将在未來高爐檢修中占據一席之地。

  1  高爐爐缸技術

  近年來,圍繞高爐爐缸長壽化的技術一直在不斷探索與發展。綜合國内外研究以及實踐,形成的主流意見認為:爐缸長壽的關鍵在于保持1150℃凝鐵等溫線處于碳磚熱面以外,讓碳磚内側能夠形成穩定的高黏度渣鐵保護層,以避免碳磚與液态鐵水的直接接觸。基于此,采用導熱性好的碳磚,并在碳磚内側砌築一層不與鐵水反應、耐侵蝕的陶瓷杯材料,對碳磚加以保護的複合爐缸結構被普遍采用。同時,陶瓷杯材料具有較低的導熱系數,還可以減少爐缸熱損。

  傳統陶瓷杯,采用高鋁質磚砌築而成,新砌陶瓷杯與碳磚之間,采用碳素搗打料進行填充。如圖1所示,這種修複方式,具有以下難點:

  (1)需根據高爐尺寸,提前定制陶瓷杯磚,周期較長;

  (2)對中修高爐,爐缸清理要求較為苛刻,破壞性清理殘餘碳磚,造成浪費;

  (3)碳磚與陶瓷杯砌磚難度較大,工期較長;

  (4)搗打料密封效果難以保證,對爐缸工作造襯很大隐患。

圖1  傳統爐缸陶瓷杯修複

  傳統砌築陶瓷杯技術,在新高爐中應用較為普遍;但對高爐檢修來說,在争分奪秒的大環境下,砌築技術略顯局限,新型的爐缸整體澆注技術應運而生。

  2  爐缸整體澆注

  2.1  技術簡介

  爐缸整體澆注,是基于傳統砌磚修複的一種新技術。它采用不定形自流料,以支模澆注的方式,還原陶瓷杯。脫模後整體無縫,形成一個真正的“杯”結構。使得鐵水“無孔可入”,而且所使用材料,與鐵水不産生化學反應,真正起到了隔離與隔熱的作用。其工藝簡化為圖2所示。

圖2  陶瓷杯整體澆注技術

  總體來看,爐缸整體澆注技術,具備以下特點:

  (1)能最大程度的保留殘餘合格碳磚,針對局部區域嚴重侵蝕碳磚可采用高導熱澆注料進行針對性修複。因此與拆除碳磚重新砌築相比,維修工期短,造價大低;

  (2)澆注襯與砌築相比具有:整體性好,能與碳磚界面緊密有效貼合。因此不存在傳統陶瓷杯與碳磚間的間隙搗打料,避免了因氣隙而造成“間隙熱阻”的問題,使爐缸整體傳熱效率得以提高,1150℃凝鐵等溫線推移至澆注陶瓷杯的内部,碳磚得到有效隔離和保護。通過爐缸的澆注維修,不僅從根本上保障爐缸安全、長壽運行,而且減少了爐缸熱損;

  (3)對于風口區域,同樣能最大限度利用殘餘磚襯,減少耐材消耗;清淨渣鐵後即可進行澆注,整體澆注的風口襯裡能有效避免磚縫的影響,降低風口竄煤氣的風險;

  (4)爐缸陶瓷杯澆注料采用溶膠結合剛玉碳化矽質泵送澆注料,其是針對傳統陶瓷杯磚(塑性剛玉磚、剛玉莫來石磚等)從材質上進行了優化改進,因此具有更高的抗鐵水熔蝕、抗渣蝕及抗堿侵蝕性能,同時其導熱系數适中,更有利于爐缸渣鐵粘滞層形成。

  2.2  材料選擇

  (1)高導熱澆注料

  高導熱澆注料RLG-SC:該料主要原料為導熱性能好的碳質材料,采用溶膠結合;其具有與碳磚相近的導熱系數,同時具有優良的抗渣鐵潤濕性能及良好的自流性能,能夠輕易實現狹小縫隙自流填充密實作業,可用于碳磚修複,爐底找平、碳磚與冷卻壁縫隙填充、陶瓷杯與碳磚縫隙填充。

  (2)爐缸澆注料

  爐缸澆注料RLG-SA:是專門針對高爐爐缸陶瓷杯環境特點設計開發;以優質剛玉為主要原料,采用納米溶膠為結合劑;材料不僅具有優良的耐高溫,抗渣鐵侵蝕,抗沖刷及快幹防爆等應用性能,而且具有優異的自流泵送的施工性能。

  (3)風口帶澆注料

  風口帶澆注料RFK-SA:是專門針對高爐風口帶環境特點設計開發;以優質剛玉為主要原料,采用納米溶膠為結合劑;材料不僅具有優良的耐高溫,抗沖刷,抗機械磨損等應用性能,而且具有優異的自流泵送的施工性能。

  爐底、爐缸及風口帶材料分布,如圖3所示,根據不同部位環境特點,使用不同性能材料。

圖3  整體澆注材料分布情況

  2.3  施工特點

  2.3.1 爐缸清理方式

  爐缸整體澆注施工,對碳磚侵蝕較嚴重的高爐,在清理完殘碳之後,補砌碳磚,磚縫采用高導熱材料澆注密實,如圖4所示。

圖4  補砌碳磚及表面處理

  對碳磚侵蝕不嚴重的高爐,可采用保護性清理的方式,如圖5,這樣可以充分利用殘碳,節約成本。而且可以适當減少高導熱材料的使用,減弱了三種材料的匹配,更有利于材料之間熱量傳導。

圖5  爐缸保護性清理現場

  以上兩種清理方式的共同點,都要求爐底清理至殘碳表面,露出硬面;澆注修複時,一般先采用高導熱料找平清理面,然後澆注兩層陶瓷墊,進而往上澆注陶瓷杯壁、鐵口區域和風口帶。

  2.3.2 陶瓷杯及風口澆注

  爐底采用高導熱料找平後,分兩步澆注陶瓷墊,陶瓷墊厚度根據爐缸尺寸确定。如圖6,泵送料采用自流澆注料,全過程無需震動或簡單震動。

圖6  陶瓷墊澆注過程

  兩層陶瓷杯澆注完成後,支模澆注側壁及鐵口區域,如圖7,鐵口區域加厚,恢複鐵口深度至原設計深度。


圖7  鐵口區域處理方式

  考慮到象腳區保護,會根據各高爐象腳區侵蝕情況,采用不同的處理方式。爐缸澆注料體密較大,液态材料靜壓力較大,因此一般采用分段澆注的方式澆注陶瓷杯壁,如圖8所示,由爐底分段澆注至風口帶。

圖8  陶瓷杯壁與風口帶澆注

  待澆注完畢後,靜止10 小時後脫模,進而完成整個爐缸澆注。然後按照制定的烘烤曲線,進行簡單的烘烤,排除材料中的水分,即可滿足開爐條件。

  爐缸整體澆注技術,根據高爐爐缸侵蝕特點,策劃檢修方案,拟定施工工期,然後嚴格按照各施工節點執行。全過程無限速環節,因此簡單快捷,而且可以靈活協調,交叉作業,便于鐵廠統籌安排。

  2.4業績

  聯合榮大公司已完成近百座高爐爐缸整體澆注修複,截止目前,已澆注高爐最長運行達四年;近期将對國内某新建5500m3高爐采用陶瓷杯整體澆注,這也是世界上使用整體澆注陶瓷杯的最大高爐。

  3 結語

  實踐證明,爐缸整體澆注技術是行之有效的一種爐缸耐火材料修複技術,随着技術研究工作的進一步深入與材料技術進步,複合材料整體澆注爐缸可望完全取代傳統的碳磚砌築+陶瓷杯爐缸結構。

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