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    不定形耐火材料整體澆筑鋼包介紹
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    不定形耐火材料整體澆筑鋼包介紹

    發布時間:2020/9/1 11:53:02


    100t精煉鋼包采用澆筑內襯提高使用壽命及爐次
    100 t精煉鋼包曾使用的耐火磚砌筑(高鋁T-3磚)、輕質澆注料模具打結等模式,永久層使用中損壞嚴重,使用效果不甚理想:
    ① 耐火磚砌筑鋼包永久層的磚縫有滲鋼跡象,拆包過程極易與滲 鋼一同拆除,壽命較短;鋼包包沿改造為豎式壓板后,無法起到壓緊  鋼包永久層磚的作用,在拆包、翻包時永久層磚易被部分倒出。
    ② 輕質澆注料配以模具整體打結鋼包永久層雖解決了耐火磚砌筑所造成的易損壞、壽命短、成本高等問題,但卻產生許多新問題:諸如  鋼包大、脫模困難、整體模具易損壞、分段式模具安裝及脫模繁瑣; 澆注過程中需用振動棒不停振動澆注料,以防出現氣孔等缺陷;脫模  后的永久層需單獨烘烤或涼干,否則較低強度的輕質澆注料易在下一 步砌筑時導致永久層掉塊。而且使用周期較長,費時費力、成本較高, 降低其使用效果和推廣價值。
    鋼包永久層改為自流澆注料整體砌筑,克服了前2種工藝的缺點, 綜合效益提高,使用效果良好,實踐檢驗結果:鋼包永久層平均壽命 由260爐提高至改造后的1  500爐;鋼包整體平均壽命由59次(91 17.5 min)提高至改造后的75次(11 885 min);基本杜絕鋼包渣線“穿  鋼”事故;勞動強度顯著降低;目前自流澆注料的保溫效果、材料強 度以及優化后烘烤曲線均能滿足生產使用要求。但不易損壞的永久層在  使用過程中其厚度會逐漸增加,故應經常檢查其實際厚度,以避免鋼包容積變小。
    選擇經濟且高性能的永久層耐火材料和合理的砌筑工藝,能提高鋼包永久層及鋼包整體的壽命,降低了耐火材料消耗,減少了穿包事故的發生次數,取得良好的使用效果和經濟效益。
    不定形化耐火材料在鋼包上的使用
    關于鋼包(一)主要用途:鋼包精煉爐可供初煉爐(電弧爐、平爐、轉爐)鋼水精煉之用, 是滿足連鑄、連軋的重要冶金設備。 (二)設備特點:設備具有常壓電弧加熱,真空脫氣、吹氬攪拌,吹氧喂絲,常壓 或真空加料、測溫、取樣,電視攝像,頻內觀察等功能:不定形耐火材料澆注施工技術的引進   作為鋼包包底和包壁不定形耐火材料的施工方法,當初引進的是普通的澆注施工方法。
    1 澆注施工   澆注施工方法:首先,在包底施工后進行半天左右的自然養護。接著,安裝框架和混合攪拌機,在澆注耐材之后,為使整個縫隙填充均勻,用棒式振搗器進行助振。再經半天左右的自然養護后進行脫模,然后對渣線部位進行耐火磚的砌筑施工。
    2 澆注材質的選擇
    對用于包底和包壁耐火材料的特性,不僅要求其抗腐蝕性和抗渣性要好,而且結構要穩定。一般認為Al2O3-MgO質耐火材料能滿足上述條件要求。Al2O3-MgO質耐火材料中的MgO量在7-28%范圍時,會形成組織致密、穩定的尖晶石固溶體,因此一般用作煉鋼鋼包的耐火材料。該廠重視降低成本,提高鋼水沖擊部的抗磨損性,重視殘余膨脹性的影響作用,因此采用Al2O3-MgO材質作澆注料。另外,即使在長施工體的厚度較薄(薄40mm)的情況下,為確保澆注料的流動性,因此規定Al2O3骨料粒度在8mm以下,而且還添加了金屬Al,作為防止干燥時發生爆裂的措施。
    3 實際應用的結果   對15t 鋼包包壁上部的熔損速度進行了調查。與耐火磚比,澆注料各部位的大熔損速度為0.4mm/爐,而渣線磚的修補周期(大約40爐鋼水)是在磚的熔損達16mm左右時才進行的,因而不會對鋼包壽命產生不良影響。另外,使用后的工作面在清除粘附的金屬和對表面進行若干清理后,只要工作面沒有全部熔損,就可以進行接長修補,由此能減少新噴補施工時耐火材料的使用量和減少鋼包產生的廢磚達30%左右。
    4 擴大不定形化技術的課題雖然已知澆注材料在耐用性能方面是沒問題的,但為降低整個煉鋼耐火材料的成本,今后有必要將不定形化技術擴大應用于其它耐火材料的施工體(例如,25t鋼包、VLF鋼包和出鋼槽等)。
    不定形耐火材料整體澆注鋼包
    鋼包長期以來采用鋼包磚修砌工作層,隔熱層也是采用鋼包磚修砌,只是永久層有的采用了很薄的打結層。耐火磚修砌的鋼包,磚與磚之間的磚縫、鋼包渣線部分,容易產生鋼水腐蝕以后留下的薄弱部位,需要重點防護。此外鋼包磚使用到一定的時間,需要將鋼包磚拆除,修砌新的工作層。鋼包磚的浪費較大,而且重新修砌,費時費力。國外和國內的個別廠家采用了鋼包的整體修砌技術,該技術的發展,成為了目前鋼包修砌技術的一種發展趨勢。
    鋼包的整體修砌技術是首先將鋼包包底采用澆注料澆注成型,然后在鋼包內放入胎具,然后在胎具和鋼包壁之間澆入澆注料,有的是通過放置在胎具中的振動器完成,有的是采用專用的振動工具完成的。鋼包澆注料是通過專用的機械裝置攪拌均勻通過專用的設施實現的。鋼包容易受侵蝕的部位渣線,仍然采用鎂炭磚修砌。澆注結束以后,自燃養護一段時間(一般在28h左右),然后按照烘烤曲線烘烤以后,投入使用。采用整體修砌技術的鋼包,養護和烘烤很重要,其中烘烤時包襯開裂的機理(見圖)。包襯加熱干燥時如果加熱溫度突然升高,所產生的水汽壓力大于包襯內能夠容納的水汽壓力和包襯材質強度時,包襯開裂。適宜的控制溫度的方法一般為:開始的1~5h,加熱速度小于90℃/h,隨后的3~8h,加熱速度小于200℃/h,加熱耐火材料面的溫度達到800~900℃,6h以后,包殼溫度大于60℃,將加熱面溫度,即烘烤溫度提高虱j1040~1300℃。北方的冬季,鋼包整體修砌以后,首先對包襯進行低溫預熱干燥,尤其重要。
    和鋼包磚修砌的鋼包相比,磚縫之間的縫隙和坑洞的缺陷明顯的減少了,而且產生的薄弱部位,使用噴補機噴補,效果明顯。在安全性能上得到了提高。基本工藝如圖所示。
    整體澆注的鋼包,澆注料的不同,效果也各不相同,主要表現在:
    (1)采用氧化鎂系澆注料澆注的鋼包,能夠應用于冶煉潔凈度較高的鋼種,但是抗爐渣滲透性和抗掛渣性差,并且導熱性較好,使得鋼包的熱損失增加。
    (2)使用高鋁澆注料澆注的整體鋼包,抗蝕性能比不上氧化鎂系的澆注料,但是抗爐渣的滲透性和抗掛渣性遠比氧化鎂系澆注料澆注的鋼包好。使用高鋁澆注料澆注的整體鋼包,導熱系數小,熱損失減少。
    (3)為了解決氧化鎂系澆注料的缺陷,主要指爐渣的易滲透性和易于剝落性的缺點,使用三氧化二鋁系澆注料時,在高三氧化二鋁澆注料中添加尖晶石,能夠降低侵蝕指數。有文獻介紹,大型連鑄使用的鋼包,采用Al2O3-MgO質澆注料,尖晶石含量為10%~30%時,爐渣的滲透指數低。為了改善抗爐渣滲透性和膨脹性,添加的尖晶石中三氧化二鋁的含量要高。采用Al2O3-MgO質澆注料,氧化鎂含量在5%~12%時,澆注料有較好的抗渣性。
    (4)鋯石系澆注料具有極好的抗爐渣滲透性和抗掛渣性,以及導熱率低熱損失少的優點,適用于鋼包的渣線和包底部位。鋯石系澆注料澆注整體鋼包,二氧化鋯含量越高,侵蝕指數越低。
    整體砌筑的鋼包,侵蝕機理見前面章節的內容。像大多數磚砌鋼包一樣,除了渣線部位,整體鋼包的包底也是容易受侵蝕的部位,侵蝕的原因和過程可以分為以下幾種:
    (1)形成垂直的裂紋。這和出鋼時鋼流的沖擊時間,出鋼口到包底的距離,鋼流角度和包內形成熔池的時間有關,這要求包底澆注料的膨脹系數低、抗斷裂強度高。
    (2)爐渣沿著裂紋滲透入包底。滲透程度與澆注料的巖相結構、爐渣的化學成分有關。
    (3)形成水平裂紋。這主要是已經滲透人包底的爐渣和沒有滲透人包底的爐渣,經過溫度的變化引起晶型的變化引起的熱應力。
    (4)包底澆注料呈現出片狀脫落,這主要是垂直裂紋和水平裂紋相交,相交區內的澆注料成為“孤島”狀態,從而從包底呈片狀剝落。包底在侵蝕過程中,垂直裂紋的形成和爐渣沿著垂直裂紋滲透人包底是整體修砌的鋼包受到侵蝕的主要原因。
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