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    煉鋼氧氣轉爐綜合爐襯與拆筑機械化

    作者:超級管理員 發布時間:2022-08-29 11:32:17 點擊量: 101

    煉鋼氧氣轉爐綜合爐襯與拆筑機械化,氧氣轉爐煉鋼生產初期,爐襯各部位一般采用同一的磚種,其厚度也基本相同。但是,由于各部位使用條件的美異,其爐襯損毀情況是不同的。根據各國的生產實踐,頂吹氧氣轉爐上軸、渣線、裝料側和出鋼側等部位的爐襯最易損毀,底吹氧氣轉爐爐底襯體也是薄弱環節。因此,目前氧氣轉爐普遍采用綜合爐襯技術,使各部位達到均衡蝕損、延長壽命、增加產鋼量、降低成本的目的。

    所謂綜合爐襯技術就是從轉爐磚材質和尺寸兩個方面采取措施進行筑爐。有些國家,在最易損毀的部位單純增加爐襯厚度,以提高爐齡,雖有一定的效果,但轉爐重量增加、爐容相對減小,這是不經濟的;有些國家,整個轉爐爐襯均用優質堿性磚,也是不合理的。

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    上圖為日本氣氣轉爐典型的綜合爐襯。該爐系采用黑崎窯業公司生產的堿性磚砌筑的,其性能列于下表。從圖和表中看出,在爐襯的不同部位上,選用的轉爐磚品種及性能也不一樣。即根據轉爐各部位爐襯的使用條件,選擇最適宜的轉爐磚砌筑,以發揮其特性,延長使用壽命。

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    在上表中,鎂磚系采用電熔鎂砂直接結合的,熱震穩定性比較好,一般用于出鋼口等部位;牌號THD-SDUH磚是用粗顆粒鎂白云石砂制造的,牌號THD-ME磚則添加了電熔鎂砂。焦油白云石磚和牌號THD-SD磚使用在般部位,其余大多數部位均采用鎂白云石磚砌筑,使用效果較好。

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    轉爐磚尺寸的合理設計,具有重要意義。例如,日本新日鐵公司室蘭鋼鐵廠110噸頂吹氧氣轉爐選用九種尺寸的堿性磚,砌筑成綜合爐襯見上圖。最薄處為360毫米,最厚部位為900毫米。圖中數字為各部位爐襯厚度。該爐爐底采用焦油白云石磚和燒成白云石磚砌筑,厚度分別為250毫米,用后剩有殘襯。爐底拐角處厚度為630~720毫米,出鋼側厚度為450~540毫米,均用不燒合成白云石磚砌筑;裝料側厚度為540毫米,鐵水或廢鋼沖擊處加厚至900毫米,采用燒成鎂白云石磚砌筑;兩側H軸區損毀不一樣,一側厚為540毫米,另一側厚為450毫米,同樣采用燒成鎂白云石磚砌筑;出鋼口和爐口部位采用鎂磚作爐襯。由于采取了上述措施,爐襯存命提高一倍左右,耐火材料消耗降低約50%。

    西歐大部分氧氣轉爐爐襯采用焦油白云石磚TBD輕燒焦油白云石磚TD富鎂白云石磚TBE和輕燒富鎂白云石磚TE等,近來也用焦油TBM、輕燒焦油鎂磚TM浸漬燒成鎂磚FM);美國氧氣轉爐最近也用瀝青結合或浸漬的方鎂石磚FTM。對于個爐子而言,從中選擇3~5種不同的材質或尺寸的堿性磚,砌筑成綜合爐襯,便可取得較好的使用效果。下表國大型氧氣轉爐綜合爐襯及其使用效果。

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    氣轉爐采用綜合爐襯技術,是根據爐襯各部位損毀機理的不同而制定的。裝料側受廢鋼或鐵水的機械沖擊嚴重,當爐子直立時,該部位又與渣線重合,易發生化學侵蝕。因此,裝料側是氣轉爐爐襯的最薄強環節,一般采用優質磚砌筑,而且要適當加厚襯里。日本在該部位采用THD-SD磚或高純度鎂白云石磚THD-SDMTHD-SDUH;美國采用瀝青浸漬燒成高純方鎂石磚,而加拿大則用瀝青浸漬燒成鎂磚砌筑。

    渣線區爐襯主要受熔渣侵蝕,因此要選用雜質含量少、組織結構致密和抗渣性強的燒成磚砌筑;耳軸區爐襯除受熔渣侵蝕外,生產操作時掛渣皮少,易發生劇烈的脫碳反應,所以要選用組織結構致密和含碳量高的堿性磚。

    出鋼口和爐口區周圍的爐襯因受溫度驟變的影響較大,一般采用熱震穩定性好的電熔鎂磚或焦油結合穩定白云石磚砌筑。

    轉爐爐底對體受機械沖話和磨損較重,但遠離高溫區又不易氧化,因此采用一般堿性磚砌筑,足以滿足冶煉工藝的要求。當轉爐采用底吹時,爐底襯體孔洞較多,又易產生渦流而損毀爐底,所以應采用優質堿性磚砌筑。

    氧氣轉爐永久襯一般采用白云石磚或普通鎂磚砌筑,厚度為114~150毫米,能連續使用1~2年。

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    上圖410陸頂吹氧氣轉爐爐襯構造示意圖。圖內數字為磚襯厚度。為了適應各部位的使用條件,采用了四個品種的堿性磚砌筑,即MgO含量分別為93%99%的輕燒瀝青結合鎂磚, MgO含量為99%的瀝青浸漬燒成鎂磚和Mg0含量為53%的輕燒瀝青結合鎂白云石磚。該爐爐襯的平均使用壽命為450爐次。

    應當指出,該爐爐底結構為可拆式的,工作采用長度為700毫米的堿性磚立砌。這種爐底結構型式在歐洲氧氣轉爐上使用很普遍,其優點是便于拆爐和筑爐,能提高設備的利用率。爐身與爐底的接茬處,一般采用優良的鎂質耐火搗打料筑成。

    氧氣轉爐爐襯的砌筑也是很重要的。爐底工作襯一般采用梨頭狀或一字形磚立砌,四周用堿性耐火搗打料搗實找平;爐壁工作襯可采用一層磚或兩層磚進行平徹或螺旋法砌筑。螺旋法翻筑不用鎖磚,節約工時,特別適用于可拆式爐底轉爐。當采用兩層磚作工作襯時,最好采用棋盤式咬砌,以便共同工作。

    西德以及西歐一些國家在永久襯與工作襯之間,搗制一層50毫米厚的整體層,以便減少因工作襯膨脹而造成的永久襯和爐殼的損傷。同時,工作襯完全損毀后再煉幾爐鋼,也不會損傷永久襯;美國和日本等國家一般不采用上述方案,能縮短筑爐時間,提高設備周轉率。

    另外,爐口上沿和出鋼口磚砌體周圍,一般采用堿性耐火搗打料搗制成整體,以加強爐襯的穩定性。

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    上圖為西德氧氣轉爐筑爐機示意圖。該機稱為伸縮式筑爐機,借助于升降機構將載有耐火磚的托盤從爐口或爐底送入爐內,然后進行砌筑。在爐口和爐殼冷卻器之間設置移動式平臺,以便運磚或檢修爐口部件。

    伸縮式筑爐機結構簡單,操作方便,許多國家采用。為了提高筑爐機械化水平,日本、美國和蘇聯等國家設計制造了較為復雜的筑爐機。這種筑爐機重量大、投資高,低具有下列優點堿性磚由滑板直接送到工作面,工人操作簡單,砌筑速度快,勞動強度低;磚的尺寸不符合砌筑要求時,可就地加工,節約時間。

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    上圖為日本鋼管公司扇島250噸轉爐用筑爐機示意圖。該機由輸送磚裝置、安裝用的臺車和塔式筑爐機等三大部分組成。每部分包括的設備及作用如下1輸送磚裝置系由推送桿、輥式平臺、皮帶機、自由平衡臂和回轉手構成的,能把各種型號的磚輸送到塔式筑爐機上;2安裝用的臺車主要是支撐筑爐機并使之在水平方向移動,其行走速度為2/;3塔式筑爐機包括升降回轉機、皮帶機、回轉底盤和推送桿等?;剞D底盤和推送桿安裝在筑爐機底部。在底盤上碼放著耐火磚,并借助推送桿將磚運送到爐墻工作面上,另外,還安裝有切磚機和除塵裝置等。

    塔式筑爐機的升降機構是借助于卷揚機工作的,最大行程為19米。設計的徹磚能力為500~720/小時。每班需要13名工人,實際上每小時約砌130塊磚,折合每人每小時砌筑350公斤磚。

    美國氧氣轉爐所用的筑爐機與日本的類似,設備重量為13噸,自動化程度較高,每班只需要五名工人操作,爐內二人,該機砌筑能力較大,每小時最多可砌1200塊磚。

    氧氣轉爐砌筑爐襯時,一般不用火泥,因此磚的尺寸應力求準確,以保證砌筑質量。據日本的經驗,轉爐采用小磚砌筑時,每10塊磚夾一塊15毫米厚的鐵片作為膨脹縫。當工作襯與永久襯之間有搗打層時,一般可不預留膨脹縫。

    氧氣轉爐新砌成的爐襯,必須經過烘爐方可使用。目前,由于堿性磚普遍進行了熱處理,消除了因燃爐速度過快而造成炒襯的坍塌和利落,故烘爐時間只需2~3小時。當爐襯溫度達到1200無右時,即可兌鐵水進行吹煉。

    眾所周知,氧氣轉爐煉鋼一般采用三吹二、二吹一或二吹二。因此,轉爐爐襯的砌筑和拆除速度是關系到轉爐的周轉率,直接影響鋼的產量。為了縮短修爐時間,除筑爐實現了部分機械化外,拆爐時也采用了拆除機。

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    上圖為西德M-20型轉爐襯拆除機。該機為履帶式的,液壓傳動,鋼釬被壓縮空氣驅動,可鑿開襯體。當爐襯冷卻至600℃時,將拆除機挺桿伸進爐內,并可上下起落,即能拆除整個爐襯。挺桿在爐內工作五分鐘、退出爐外冷卻五分鐘,往復進行;當爐襯溫度降低到400℃以下時,伸縮式挺桿可在爐內工作較長的時間。采用這種拆除機,拆除-座轉爐爐襯,一般僅需3~5個小時即可完成。

    美國、日本和蘇聯等國的氧氣轉爐爐襯,也有采用拆除機拆加的,其操作一般是分層進行的,不損傷永久襯。該類設備也可用干盛鋼桶襯里的拆除,效果同樣令人滿意。

    當不采用拆除機時,轉爐爐襯的砌筑應預先采取措施,以方便爐襯的拆除。例如,法國推薦在轉爐爐襯內預埋鋼繩索,拆除時用卷揚機拉鋼繩索,可將爐襯拆下來;蘇聯彼得洛夫斯基工廠在砌筑轉爐爐襯時,埋設帶擋板的U形釘,拆除殘襯時用千斤頂擋板即可拆襯。

     

     



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