耐火材料知識(shí)：改進(jìn)鋼包耐材壽命的經(jīng)驗(yàn)
“提高鋼包耐材壽命、降低成本”一直是伯利恒鋼鐵公司雀點(diǎn)廠所追求的目標(biāo)。鋼包耐材的整體壽命是由鋼包各部位耐材的性能所決定的，要想達(dá)到最大限度地延長(zhǎng)鋼包的壽命，在選取每個(gè)部位的耐材時(shí)應(yīng)該考慮各部位耐材性能之間的匹配。雀點(diǎn)廠鋼包耐材壽命的改進(jìn)是通過采用高性能鋼包座磚的同時(shí)，對(duì)鋼包其它部位的耐材做了相應(yīng)改進(jìn)所獲得的。
鋼包座磚:1999年開始，座磚采用了高溫?zé)傻牡退噤X鎂尖晶石質(zhì)澆注塊，將座磚的高度提高了62.5mm，形狀從正方形變?yōu)閳A形；繼后又對(duì)其成分做了改進(jìn)，座磚的壽命能長(zhǎng)達(dá)135爐，足以維持一個(gè)完整的爐役。表1展示的是不燒和高溫?zé)傻退噤X鎂尖晶石質(zhì)澆注座磚的不同性能。
座磚縫:座磚的壽命改進(jìn)后，磚縫所用的耐材比座磚磨損快得多；為了使磚縫壽命足以與座磚匹配，后來(lái)試用了一種90%高鋁可塑料，由于這種可塑料的固化時(shí)間較長(zhǎng),所以換成了90%高鋁的搗打料,它能滿足快速固化和壽命可與座磚匹配的雙重要求。表2展示了90%高鋁可塑料和90% 高鋁搗打料的性能。
鋼包沖擊區(qū):與此同時(shí)，對(duì)鋼包沖擊區(qū)的耐材也進(jìn)行了系統(tǒng)地改進(jìn)。原先設(shè)計(jì)的是整個(gè)鋼包底部，包括沖擊區(qū)，全部用耐火磚(225mm×150mm×75mm)立砌；包壁下部接近沖擊區(qū)的部位通過增大耐火磚厚度的方法來(lái)增強(qiáng)抗飛濺鋼水的侵蝕能力；耐火磚是80%的鋁鎂鉻磚。這種鋼包底的使用壽命在40~60爐。后來(lái)將底部沖擊區(qū)的厚度增大到340mm，壽命得到了適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)。1986年，包底嘗試采用1200mm×1250mm×300mm的低水泥氧化鋁沖擊板澆注塊與225mm×150mm×75mm的80 高氧化鋁磚配合使用，使鋼包的壽命達(dá)到74爐，以后逐漸達(dá)到了82、84和91爐。90年代，采用具有耐高溫的低水泥鋁鎂澆注塊，整個(gè)鋼包的壽命達(dá)到了125~135爐，其間只對(duì)沖擊區(qū)做了些小的修補(bǔ)。后來(lái)發(fā)展到包底只用兩塊澆注塊，一塊是突出的墊板，用于沖擊區(qū)，距包壁3英尺處；另一塊與耐火磚包底其余部分持平。最近試驗(yàn)澆注一塊完整的預(yù)制塊包底，就是將用于沖擊區(qū)的突出墊板和包底的其余部位澆注成一塊整體，并進(jìn)行預(yù)燒處理。這一技術(shù)將普遍推廣應(yīng)用。這樣設(shè)計(jì)的包底可望維持鋼包運(yùn)行250爐，在一個(gè)爐役期間只需做些小的修補(bǔ)。由于沖擊區(qū)經(jīng)焙燒處理，具有高熱強(qiáng)度特性，所以沖擊區(qū)可能不需要增大厚度了。
側(cè)墻:雀點(diǎn)廠鋼包側(cè)墻耐火磚的砌筑方法(從爐底開始):
－ 200mm 鎂鉻磚6層；
－ 175mm 的80%高鋁磚14層；
－ 175mm 的70%高鋁磚20層；
－ 225mm 鎂鉻磚13~15層(渣線)；
－ 預(yù)制的圓環(huán)下面采用90%磷酸鹽結(jié)合的可塑料。
在雀點(diǎn)廠,渣的堿度在1.0到1.5之間。渣的平均化學(xué)成分為:Fe2O3－6.0,MnO－3.0,Al2O3－38.0,CaO－42.0,SiO2－9.0以及MgO－7.0。為了與座磚匹配，試用了各種級(jí)別的鋁鎂碳磚做包壁的材料(見表3)；試用鎂碳磚做渣線(見表4)。試驗(yàn)結(jié)果表明，比起高鋁磚來(lái)，鋁鎂碳磚顯示出以下的優(yōu)越性:
－ 較高的熱強(qiáng)度和較好的抗渣性,這是由于有碳和鎂的成分可適應(yīng)鋁鎮(zhèn)靜鋼;
－ 在受熱面尖晶石的形成使得接縫嚴(yán)密,杜絕了鋼液的滲透以及直裂紋的出現(xiàn);
－ 爐襯壽命較長(zhǎng),鋼包耐材的成本降低,突發(fā)事故減少。
總之，雀點(diǎn)廠的經(jīng)驗(yàn)是:從座磚著手，選用預(yù)燒座磚，其運(yùn)行壽命較長(zhǎng)，達(dá)到135爐；以座磚的改進(jìn)帶動(dòng)整個(gè)鋼包耐材的改進(jìn)，使其壽命提高到213爐，其間只做了一次維修，而遺留的爐襯磚厚度仍然在安全范圍內(nèi)。采用改進(jìn)后的耐材，鋼包內(nèi)襯的壽命可望達(dá)到250爐，在全部更換鋼包耐材之前，只需更換一次渣線，一次座磚和一次包底。 |
