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免烘烤浇注料在高炉生产中的应用

时间:2017-02-23 14:18 作者:admin点击:

   1、前言

  对于只有单铁口的高炉而言,出铁间隔短,休风时间少,若采用低水泥浇注料,无法保证足够的烘烤时间,所以大多数此类高炉仍采用免烘烤铁沟捣打料。免烘烤捣打料存在组织疏松、抗氧化性差、通铁量低、现场施工劳动强度大等缺点;另外也有使用铁沟预制件拼接安装的,但是接缝处理问题一直没有很好的解决办法,因此如何有效的解决单铁口高炉出铁沟的寿命问题备受关注。为此,在对高炉出铁沟的工作条件、损毁机理、铁水及熔渣的化学组成等方面作了大量分析研究后,开发出了适用于高炉出铁沟的免烘烤浇注料。

  2、研制思路

  普通低水泥浇注料当含水量较高,剧烈升温时水分会大量且迅速的排出,而当水分排出通道不畅时,水分不能及时排出,蒸汽压力激增,就会引起材料爆裂。这种材料存在下述问题:

  ①由于用氧化铝水泥作硬化剂,引入CaO造成基质低熔点,降低了耐蚀性;

  ②加入干燥助剂金属Al粉,金属Al粉的添加对干燥是有效的,但是施工体易产生龟裂,带来组织劣化的倾向;

  ③磷酸盐结合材料存在结合剂迁移问题,造成材料表面离子富集,堵塞气孔通道,容易出现分层爆裂剥落的现象。

  免烘烤浇注料的设计思路是利用浇注料组织致密、施工方便等特点,使用非水系的液体有机化合物,作为流动性赋予剂及结合剂,保证浇注料的施工流动性,碱性材料作为硬化剂,加入到混好的耐火散料中搅拌,得到一种具有可振动施工的流动性的材料,浇注成型后,在常温或沟体余热下经过很短时间硬化脱模,由于材料中水分非常低,所以不需要烘烤可直接出铁,达到减少作业时间、降低劳动强度、提高使用寿命的目的。

  出铁沟材料都必须具备耐蚀性,耐磨性等高性能,我们产品所用的材料是由粒度经过严格管理的高档原料为骨料,以及由粘土及在各温度范围能产生热态强度的各种结合材料的混合物所组成,电熔棕刚玉(耐蚀性、耐磨性较好,抗铁水性强。为了提高沟料的使用寿命,要求刚玉的气孔率要低)、碳与碳化硅(体积变化小具有耐热性,难于被铁水、熔渣湿润,有化学稳定性,碳对铁、渣均能适应,而碳化硅更适应于熔渣)、结合材料(非水系的液体有机化合物,从低温到高温能保持坚固的组织强度的结合材料,保证材料足够的强度),另外添加抗氧化剂、分散剂等外加剂,改善材料性能。

  为了充分了解材料的防爆裂性能,进行了放大样的防爆试验。

  (1)搅拌:将生产预混好的材料加入PBH88液体6%至可浇注成型,搅拌均匀后出料,出料口的半干料在正式使用前应返锅搅拌两次,以确保均匀。

  (2)浇注成型:为模仿现场沟体余热,将搅拌好的浆料迅速倒入预先加热的模具(涂好脱模剂)内,进行振动成型,使用振动棒成型,在余热的条件下材料施工作业性良好,振动至表面返浆,排气充分为止。

  (3)快速烘烤:预制件成型后,自然养护1h左右基本硬化,将其放在事先砌筑好的防爆试验台上,模拟现场,不脱掉外面模板,使其气体排出更加困难,试验条件比较苛刻。在预制件的芯模内堆码足够数量的已燃焦炭,马上直接鼓风吹氧烘烤30min,测量温度在1400℃以上。未出现爆裂情况,也没有发现明显的裂纹,完全满足免烘烤的要求。

  3、实验案例

  我们开发的此种免烘烤浇注料在徐州某管道公司179m3高炉出铁沟使用,材料为双组分现场搅拌浇注施工,筑沟从清理算起共耗时6h左右,其中清理残衬2~3h,浇注材料1h左右,硬化脱模1~2h。脱模后不需烘烤即可直接通铁。使用情况良好,效果明显优于使用免烘烤捣打料,主沟不修补使用39天以上。

  4、结论

  公司生产的高炉出铁沟用免烘烤浇注料,具有完全可取代现用捣打料和预制件,并可实现高炉的高产、增效、降耗的要求,减轻炉前工的劳动强度,现场反映该材料使用中不粘渣铁,清理方便,使用寿命良好,为各钢铁企业的炼铁厂带来巨大的经济效益。

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