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    行業資訊

    氧氣轉爐的噴補技術

    作者:超級管理員 發布時間:2022-09-13 15:26:58 點擊量: 43

    氧氣轉爐的噴補技術要包括耐火噴涂料、噴涂機和操作工藝等三項內容,是一種綜合性的技術。

    國內外的生產經驗證明,氧氣轉爐爐齡的提高,主要是依靠磚的質量、綜合爐襯、造渣制度和操作管理水平等基本條件,噴補只是一項重要的輔助措施。日、美、蘇等國家早已普遍的應用了噴補技術,以維修氧氣轉爐爐襯。日本和美國的氧氣轉爐用耐火噴涂料,其消耗量一般約為1.0公斤/噸鋼,目前也有降低的趨勢;西歐一些國家的氧氣轉爐,至今尚未推廣噴補技術,耐火噴涂料的消耗量僅為0.1公斤/噸鋼左右。

    氧氣轉爐爐襯的噴補,一般是在爐襯溫度為1100~1400℃的情況下進行的,其方案有兩種一種是從爐役初期就進行預防性的噴補;另一種是爐襯出現明顯的蝕損后進行應急性的噴補。噴補方法可分為濕法、干法和火焰法三種,前兩種方法應用較多,后一種方法對爐襯無損傷,較有發展前途。

    轉爐用耐火噴涂料是由堿性耐火材料、化學結合劑和增塑劑組成的,有時還摻加發熱劑等外加劑,以提高粘結性和燒結性。

    堿性耐火材料主要有鎂鉻質、鎂質、白云石質和鎂白云石質等,后三種材料應用較多。配制耐火噴涂料時的最大粒徑一般為3毫米,有時也采用5毫米的。噴涂料的粒度組成十分重要,直接影響北附著率或回彈損失,特別是影響噴補層的密度、氣孔率和組織結構。為此,粗細顆粒要充分調整,細粉是關鍵,最好超細磨。粒度組成般控制如下3~1毫米的小于30%,1~0.2毫米的也小于30%,02~0.044毫米的約為15%,小于0.044毫米的為25%左右。

    化學結合劑主要有硅酸鈉、磷酸鹽、鉻酸鹽、硫酸鹽和各種鎂鹽,最常用的為前兩種,而磷酸鹽配制的噴涂料,使用效果最好。另外,改性酚醛樹脂、羧甲基纖維素、羧基乙烯和丙烯酸鈉等物質,也可作為耐火噴涂料的結合劑。下圖為高溫下不同結合劑的噴涂料與附著強度的關系。從圖中著出,在不同溫度下進行噴補,磷酸鹽耐火噴涂料的附著強度均比硅酸鈉噴涂料的好,即與爐襯粘結的牢固。

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    增塑劑能提高耐火噴涂料的塑性和觸變性,減少回彈損尖,有助于在高溫下形成良好的噴補層,延長使用壽命。

    日本氧氣轉爐用耐火噴涂料主要采用鎂白云石或鎂砂作原料,用聚磷酸鹽類材料作結合劑,同時加入3~5%的消石灰,以便形成磷酸鈣鹽等高熔點物質,提高噴補層的高溫性能。該類噴涂料的主要化學成分控制范圍如下Mg0 80~86%,Ca0 5~12%。最近又適當的提高了CaO的含量,使用效果更好此。耐火噴涂料的高溫抗折強度為28~10.0公斤/厘米,高溫附著強度為15~110公斤/厘米,因此它與爐襯磚的粘結性能良好,也很少發生熱剝落現象。下表為日本轉爐用噴涂料的性能。從表中看出,噴涂料的化學成分與轉爐磚的基本相同,但顆粒較小。這樣便于風動輸送,噴補時與襯磚的粘結好,回彈損失小。

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    噴涂機的型式多種多樣。為了減輕勞動強度、提高噴補效果,即提高噴涂料的附著半,使噴補屏粘結公固、致密和降低氣孔率,國外一般采用遠距離自動操縱的噴涂裝置。

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    上圖為日本黑崎公司干法噴涂機示意圖。該機的技術性能如下機長3.5米、寬1.4米、高2.1米,槍座回轉半徑4.5米。自重5噸,動力為75馬力,壓縮空氣壓力為7公斤/厘米3。噴槍伸縮尺計為3~13米,上下移動角度為20°,旋轉角約為340°料罐容積為0.63,每次能盛一噸料。水箱容積也為0.63。同時,配有紅外線測厚儀,能自動測量爐襯的殘余厚度,使噴補操作準確,爐襯厚薄均,使用壽命較長。

    氧氣轉爐爐襯噴補能提高爐齡,同時也帶來破壞原磚襯的副作用,但多數國家的實踐證明,利大于弊。在一般情況下,局部噴補,可使爐襯壽命延長10~26%;按計劃進行預防性噴補時,能提高爐齡40~60%。下圖為噴涂料消耗量與爐襯壽命延長率的關系。從圖中看出,隨著耐火噴涂料單位消耗量的增加,氧氣轉爐爐襯壽命提高。

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    美國福特公司某225噸轉爐爐襯采用噴補技術后,使爐齡顯著提高。例如,有一次轉爐冶煉到660爐次時,爐襯局部出現了孔洞,于是進行了應急性的噴補,直至冶煉到1701爐次,才停爐換襯。

    蘇聯西西伯利亞冶金廠有兩個轉爐車間,爐子容量分別為130噸和350噸。1977年前的平均爐齡為600爐次,自1978年采用熱噴補后,爐齡提高到1000爐次以上,最高達到1444爐次。氧代轉爐爐襯的熱噴補是在冶煉300~500爐次后開始的,每班噴兩次,約占冶煉時間的0.6%。

    日本氧氣轉爐一般采取預防性的噴補措施,即在冶煉500~1000爐次之前,每煉3~4爐鋼進行一次噴補,噴涂料的消耗量為200~300公斤;爐齡達到1000~2000爐次時,集中噴補爐襯的局部熔損部位,一般每煉2~3爐鋼噴補一次,噴涂料消耗量為300~500公斤;隨后,轉爐爐齡越高,噴補頻率和用料量也越大。例如,君津300噸氧氣轉爐投產初期的爐齡為400~500爐次,由于提高了磚的質量、改進操作和采用熱噴補措施后,使爐齡很快達到了4000~5000爐次,并創造了萬爐紀錄。

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    上圖為日本君津廠轉爐壽命與噴涂料使用率的關系。從圖中看出,轉爐爐襯壽命隨著耐火噴涂料使用率的增大面提高;1975年前,噴涂料使用率是逐年增加的,其后略有下降。應當指出,轉爐噴補費用與爐齡的提高,不是完全成正比的,一般有一個最佳值。

    日本川崎廠底吹氧氣轉爐爐襯的使用壽命較低,除提高堿性磚質量和改進冶煉操作外,對耐火噴涂料及其噴補方法進行了深入的研究,并在爐子上得到了應用,使爐墻的使用壽命達到了2332爐次,其中冶煉高溫鋼的爐數為563次。耐火噴涂料由鎂質發展到鎂白云石質,其性能和使用情況,見下表。該料是采用復合磷酸鹽作結合劑的。從表中看出,氧化鈣含量較高的BC兩種噴涂料,使用效果較好。特別是編號C噴涂料的使用效果更好,殘襯率比編號AB的高20%左右。

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    據日本專利介紹,氧氣轉爐裝料側爐襯損毀時,留兩噸左右的熔渣,傾倒轉爐進行熱噴補,耐火噴涂料的消耗量為300公斤。

    待初步形成噴補層后,再將轉爐平放,使熔渣覆蓋其上。這樣噴補的爐襯,一般可使用13爐次。

    火焰法噴補轉爐爐襯是蘇聯研制成功的。耐火噴涂料是由65~70%的鎂砂、5~35%的焦末或無煙煤粉和5~20%的鋁粉組成的。噴補裝置的技術性能和工藝參數如下噴槍長度13.5米,外徑194毫米,噴孔數為12;噴槍輸料管內徑為50毫米,噴出量一般為500公斤/分鐘;氧氣耗量約為3003/分鐘;噴補時間,每次約需4分鐘。下圖為轉爐直立時的火焰噴補裝置示意圖。

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    火焰噴補裝置所用的噴槍,能上下移動或旋轉,對整個爐襯或局部均可進行噴補。耐火噴涂料采用氧氣輸送,噴出后的氧氣與噴涂料混合,并能使料中的可燃物充分燃燒,從而將耐火物料加熱至塑性狀態,噴射到爐襯上,形成年固的粘結層,能顯著提高爐襯使用壽命。例如,130噸氧氣轉爐的爐齡為664爐次,采用該法噴補后,爐襯使用壽命提高到1405爐次。

    蘇聯日丹諾天伊里奇鋼鐵廠是最先在大型氧氣轉爐上進行火焰法噴補的,噴補層厚度可達10毫米左右,爐襯使用壽命由304爐次提高到708爐次。

    另外,日本等國家的氧氣轉爐爐襯,也有采用火焰法噴補的,同樣獲得了較好的效果。

    日本川崎廠底吹氧氣轉爐爐襯的使用壽命較低,除提高堿性磚質量和改進冶煉操作外,對耐火噴涂料及其噴補方法進行了深入的研究,并在爐子上得到了應用,使爐墻的使用壽命達到了2332爐次,其中冶煉高溫鋼的爐數為563次。耐火噴涂料由鎂質發展到鎂白云石質,其性能和使用情況,見下表。該料是采用復合磷酸鹽作結合劑的。從表中看出,氧化鈣含量較高的BC兩種噴涂料,使用效果較好。特別是編號C噴涂料的使用效果更好,殘襯率比編號AB的高20%左右。

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    據日本專利介紹,氧氣轉爐裝料側爐襯損毀時,留兩噸左右的熔渣,傾倒轉爐進行熱噴補,耐火噴涂料的消耗量為300公斤。

    待初步形成噴補層后,再將轉爐平放,使熔渣覆蓋其上。這樣噴補的爐襯,一般可使用13爐次。

    火焰法噴補轉爐爐襯是蘇聯研制成功的。耐火噴涂料是由65~70%的鎂砂、5~35%的焦末或無煙煤粉和5~20%的鋁粉組成的。噴補裝置的技術性能和工藝參數如下噴槍長度13.5米,外徑194毫米,噴孔數為12;噴槍輸料管內徑為50毫米,噴出量一般為500公斤/分鐘;氧氣耗量約為3003/分鐘;噴補時間,每次約需4分鐘。下圖為轉爐直立時的火焰噴補裝置示意圖。

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    火焰噴補裝置所用的噴槍,能上下移動或旋轉,對整個爐襯或局部均可進行噴補。耐火噴涂料采用氧氣輸送,噴出后的氧氣與噴涂料混合,并能使料中的可燃物充分燃燒,從而將耐火物料加熱至塑性狀態,噴射到爐襯上,形成年固的粘結層,能顯著提高爐襯使用壽命。例如,130噸氧氣轉爐的爐齡為664爐次,采用該法噴補后,爐襯使用壽命提高到1405爐次。

    蘇聯日丹諾天伊里奇鋼鐵廠是最先在大型氧氣轉爐上進行火焰法噴補的,噴補層厚度可達10毫米左右,爐襯使用壽命由304爐次提高到708爐次。

    另外,日本等國家的氧氣轉爐爐襯,也有采用火焰法噴補的,同樣獲得了較好的效果。



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