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剛玉碳化硅質泵送澆注料:高爐風口帶的變革

2023-10-26 14:38:00

  采用剛玉質泵送料整體澆注高爐風口帶內襯,可根本解決傳統砌筑磚襯的復雜施工、氣等 問題。這種材料及其施工工藝可普遍應用于高爐風口帶檢修,以及新建高爐風口帶設計,可在大大提高施工效率的同時,降低修復成本。目前,國內某些高爐檢修,風口帶澆注已延伸至腹、腰等部位。

  風口帶整體澆注優勢明顯

  新建高爐運行5年以上,風口帶及爐內襯材 會不同程度的熔蝕,遇到這類問題,通常會采用熱態修復方式快速修復高爐內襯;而風口帶內襯,則采取短期停爐整體澆注的方式修復。風口帶整體澆注是不定形澆注料應用的典型。其應用環境甚至比爐缸更為復雜,因此對材料和工藝來說,需考慮運行環境溫度、機械沖刷、化學侵蝕能因素,一方面靠掛渣保護工作襯,另一方面 要材料具備最優良的性能。

  風口帶內襯檢修,通常采用組合磚砌筑和整體澆注這兩種方案。前者通常用于新建高爐 帶設計,后者則常用于中修過程風口帶修復。近幾年,新建高爐也普遍采用整體澆注方式設計 風口帶內襯,源于以下幾個方面的原因:

  一是風口組合磚,預制周期長,且需要預砌,加工難度大;

  二是風口組合磚,型設計相對復雜,砌筑 困難,容易出現砌筑偏差,造成后期開爐氣;

  三是風口組合磚材料,并不能形成有效的渣鐵,上沿磚襯使用壽命較短。

  風口帶整體澆注施工一般都采用剛玉碳化硅質泵送澆注料,通過支模澆注方式修復風口內襯,全部施完工僅需24h。其優勢在于以下三點:

  第一,采用剛玉碳化硅質材料,具有較強的抗渣鐵侵蝕性能,且具備優良的導熱性,有助于 風口帶形成穩定滯層保護;

  第二,整體澆注風口帶,沒有氣縫隙,可解決開爐氣問題;

  第三,澆注體熱面,在風口套周圈設置膨脹空間,一方面提供檢修“退套”空間,另一方面也解決了澆注體膨脹問題。

  風口帶澆注料變革求新

  風口帶澆注料是一種溶膠結合材料,由剛玉與碳化硅按合適的比例組成,是傳統剛玉莫來石質組合磚的革新。多組試驗表明,材料具備優異的抗渣鐵侵蝕性能。

  另外,材料具備較好的導熱性,導熱系數5W/K·m左右,在風口回旋區2000℃條件下,可以形成一定厚度的渣鐵,保護內襯運行。高爐實際運行過程,通過熱流通量對比,可驗證該材料使用效果。風口帶內襯,受高溫、化學侵蝕、機械沖撞等因素,在運行中后期全靠掛渣保護風套, 因此風口帶澆注料抗熱震和磨損性能至關重要。 采用溶膠結合材料,將微粉和結合劑的作用在高溫段充分發揮,更能有效提高材料抗沖刷、抗侵蝕能力。

  風口帶澆注料在工業應用初期,曾出現高溫膨脹風口套情況,導致設備檢修過程退套難度大、風口套上、無法安裝等現象。通過調整材料內部成分組成,形成塑性相吸收熱膨脹,施工過程設置膨脹空間,解決了膨脹問題。

  風口帶澆注過程,包括風口帶清理、冷卻壁表面處理、模具設計澆注體養護與烘烤等等。

  風口帶澆注膨脹難題迎刃而解

  風口帶整體澆注技術最初應用于高爐快速檢修,開爐以后出現竄氣或者無法“退的問題,這是澆注過程未妥善處理材料膨脹的原因。這兩種情況,分別來源于下列兩點:

  第一,中與澆注料之間不留膨脹縫,則會出現澆注體膨脹“頂風”的問題,套上,造成“退套”過程困難,再安裝后又會出現氣;

  第二,中與澆注料之間設置膨脹縫,膨脹縫設置方式不合適,則會出現開爐以后風口帶 氣問題,這種情況為最常見問題。

  針對以上問題,常見的解決方案是:采用石棉繩纏繞風口中或者采用陶瓷纖維毯包裹風口中等方式抵消澆注體膨脹,再采用中頂端 堵料+冷面壓漿的辦法,解決風口帶氣問題。 前文所說,材料自身具有金屬相吸收膨脹,因此風口帶澆注技術已較為成熟,目前已經徹底解決材料膨脹帶來的各種問題。

  技術應用范圍不斷拓展

  高爐風口帶整體澆注技術的應用,推廣至爐缸整體澆注,近幾年普遍應用于各大中小 檢修。而高爐不放殘鐵檢修過程,重點則是風口帶澆注修復。檢修周期較短,采用這種短 快的檢修方式,高效且長壽。以下列舉兩種拓展應用:

  一是新建高爐風口帶澆注。近兩年國內小高爐產能的整合,新建很多大中型高爐。高爐風口帶內襯選材,不再單一采用傳統砌筑模式。鐵口組合磚、風口組合磚越來越多整體澆注取代。實踐驗證,整體澆注效果更適合新高爐設計。

  二是爐腹爐腰澆注。對高爐檢修而言,風口帶澆注完畢后,可進一步澆注至爐腹甚至爐腰部位。采用冷卻壁渣皮材料澆注爐腹爐腰段冷卻壁,連接風口回旋區,使用效果更好。近些年新建高爐較多,大型高爐一般采用爐缸砌筑碳磚+陶瓷杯整體澆注+風口帶整體澆注+爐腹 爐腰預制澆注+爐身噴注方式,即全工作層采用不定形澆注料整體澆注,延長工作襯使用壽命,且在搶修過程易修補,快速產。

  綜上所述:高爐風口帶整體澆注技術,已普遍應用于高爐檢修及新建高爐風口帶造襯。

  生產實踐證明,風口帶整體澆注從根本上解決了傳統砌筑磚襯的復雜施工、氣等問題;風口帶澆注材料經過不斷研發改進,更適合風口區運行環境,更長壽;新建高爐風口帶造襯,經過綜合對比,越來越多選用整體澆注方式造襯;風口帶整體澆注+爐腹爐腰預渣皮整體澆注的應用,更能有效延長高爐內襯運行壽命,有助于高爐長壽。(北京聯合榮大工程材料股份有限公司專家組)

 

 

來源:中國冶金報-中國鋼鐵新聞網

編輯:溫曉霞

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