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延长炼钢转炉炉衬寿命的几种修补方法

发布时间:2021/04/23 行业新闻 标签:耐火砖浏览次数:102

由于炼钢转炉炉衬材料各部位工作的环境不同,造成了转炉炉衬各部位不均匀蚀损,溅渣护炉技术虽可以通过溅渣造衬,但是难以在炉衬表面形成一均匀挂渣层,而且也很难对局部蚀损严重的部位进行修补,因此转炉炉衬的修补是延长炉衬寿命、均衡炉衬损毁、降低生产成本的有力措施。由于转炉操作的不稳定因素,当炉衬某些部位出现过早地损毁时,炉衬的修补就应该开始,而且这种修补要维持到炉衬寿命中止。到炉衬使用的后期,修补量会不断增加,修补所用的时间也不断延长,已经影响到转炉的稳定操作,这时炉衬寿命就应该中止了。转炉使用的修补料主要有喷补料和热自流修补料两种。

转炉用热自流修补料

热自流修补料主要用于转炉的迎钢面和出钢侧的部位修补,又称为大面修补料,简称大面料。使用时将修补料从炉口投入炉内,摇动炉体,修补料在炉内余热的作用下出现流动并铺展在炉衬的蚀损部位,热自流修补料应具有以下性能:

1、自流料在转炉炉衬的余热温度下(800~1200℃)有很好的铺展性和流动性。

2、自流料在铺展后很快固化。

3、固体的自流料与原炉衬材料有较好的黏结性。

4、自流料自身应有很好的抗侵蚀性,能防止修补料层在下次冶炼时被侵蚀掉。

自流料以镁砂、镁白云石砂为基本原料,工艺性能则主要取决于结合剂。常用的结合剂是沥青、树脂,或两者的混合物。传统的转炉大面投补料是中温沥青加拌的重烧镁砂,及所谓的烧补料。一般修补一次碳化时间要40~60min,使用寿命为10次左右;在沥青镁砂基础上,提高了原料档次,采用了部分改性树脂和添加剂,可以明显提高大面投补料的使用寿命,并将固化时间缩短到30~40min.

还有一种就是含水的镁质自流大面修补料。这种料实质上就是镁质自流浇注料,它含有很多硅灰,加水量一般为5%~7%,基本上与镁质自流浇注料相同。由于流动介质是水,所以烧结时间较短和环保。而且它是浇注料,加水量很少,因此它的体积密度较高,强度也较高,因此耐侵蚀和冲刷性能较好,即有良好的使用寿命,使用寿命一般达到25~35炉次。由于镁质材料加水后,很快就硬化而失去流动性,因此,施工现场要放置一个搅拌机,加水搅拌后,马上投入炉内。

由于镁碳砖远比镁砖更适用于转炉,因此,镁碳质自流料修补转炉大面应该是一个发展方向,值得进一步进行开发应用工作。同时今后在降低单耗和成本的目标下,大面料的结合剂也影视今后的一个研究和发展方向。

转炉用喷补料

转炉炉衬在炉役期间有局部损坏又不宜用补炉料修补的地方,如耳轴、渣线部位,可采用喷补技术。对局部损坏严重的部位集中喷射耐火材料,使其与炉衬砖烧结为一体,对 炉衬进行修复。转炉炉衬喷补料的主要原料由镁砂、结合剂、增塑剂和少量水组成。通常采用的喷补方法有干法喷补、半干法喷补、火焰喷补。

对转炉炉衬喷补料的具体要求是: 有足够的耐火度;能承受炉内高温的作用;喷补料能附着于待喷补的炉衬上;材料脱落要 少;喷补料附着层能与待喷补的红热炉衬表面(800~1000℃)很好地烧结,熔融为一体, 并具有足够的强度;喷补料附着层能承受高温熔渣、钢水、炉气及金属氧化物蒸气的侵 蚀;喷补料在喷射管中能通畅流动。

实施半干法喷补作业的喷补机包括贮料罐、压缩空气输运机构、喷嘴;贮料罐中的喷 补料经压缩空气送到喷嘴,混入适量水分(10%~ 18%),在空气压力下以一定速度喷射到炉衬工作面上,喷补料最后黏结固化。影响半干法喷补效果的工艺因素有:

(1) 炉衬喷补是在热态下进行的,所以工作面的残余温度对喷补效果有明显影响,一 般认为800 ~ 1000℃比较好;

(2) 喷补料的颗粒组成、结合剂、加水量、空气压力等对喷补料的附着率影响严重。 喷补料的基本原料是镁砂和镁白云石砂,结合剂则主要是粉状硅酸钠、磷酸钠及钙、钾的磷酸盐、铬酸盐等。结合剂的一个作用是使喷补料有黏附性,能有效地附着在炉衬工作面 上;另一个作用是在高温下能形成高温矿物相,使喷补料不但能与炉衬工作面牢固地烧结成一个整体,而且使自身有很好的抗侵蚀性。在喷补料组分中常要求含有一定量CaO,这 可以提高喷补料的高温性能和黏附性。喷补料的有效性用附着率和使用次数来衡量,一般附着率要求大于85%,使用次数为3 ~5次。

火焰喷补最先应用于焦炉的修补,后来扩展到转炉炉衬上,是一项技术难度较大的新技术。对于转炉炉衬半干法喷补是既简单又方便的方法,但是它有致命的弱点,即在喷补 过程加入水分,这些水分在接触到修补工作面时,由于残余热量的作用,会产生大量水蒸气,并会蓄积一定的蒸汽压,给喷补料和工作面的黏结以及喷补料的使用留下隐患。但火 焰喷补不添加水分,而是配人可燃性物料、可燃性气体和氧气,喷补料在喷补过程中燃烧发热,一部分物料成熔融态,接触到有相当高温度的工作面时,会马上熔融烧结成一个整 体。配入的可燃性物料和可燃性气体包括焦炭粉、煤粉、丙烷、甲烷、氧气等。火焰喷补多在转炉出钢后的作业间隙中进行,喷补时间很短,炉衬残余温度比较高,黏附效果好,使用寿命比较长,一般喷补一次可以使用10~20次。

为了提高喷补料的质量,应该向优质镁砂和镁碳质喷补料的方向发展。喷补方法应该由半干法喷补向火焰喷补方向发展。近年来出现的一种干法镁碳质喷补料(W(Mg〇)> 85%,C7%~ 10%)是一种干式料,干喷到热炉衬时,内含发热剂燃烧,导致结合剂熔化, 把喷到炉衬上的喷补料焊接在炉衬上。这样附着率达到90%以上,这种喷补料也类似于火 焰喷补料,再加上是镁碳质的,因此使用效果非常好,使用寿命增加到30次以上。