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河南宏泰窯爐耐火材料專注澆注料、耐火磚等耐火材料生產(chǎn)加工,種類齊全,價(jià)格實(shí)惠,實(shí)施工業(yè)爐維修。
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耐火材料行業(yè)動(dòng)態(tài)

讓鋼包永久層“歷久彌堅(jiān)”

??? 鋼包是載運(yùn)鋼水和進(jìn)行爐外精煉的一種容器,是連接轉(zhuǎn)爐至連鑄煉鋼生產(chǎn)過(guò)程中必不可少的運(yùn)輸、爐外精煉及鋼水澆鑄工具。鋼包內(nèi)襯耐火材料通常分為工作層和永久層。鋼包永久層作為內(nèi)襯的重要組成部分,是鋼包安全運(yùn)行的最后一道屏障,又是工作層價(jià)值最大化的可靠保障,主要起兩個(gè)作用:一是保溫作用,關(guān)鍵是包壁,由于鋼水在鋼包內(nèi)滯留時(shí)間長(zhǎng),永久層具有較好的保溫性能,能減少鋼水的熱損失,降低鋼包鋼結(jié)構(gòu)殼體溫度,延長(zhǎng)其使用壽命。二是保險(xiǎn)作用,當(dāng)工作層滲鋼甚至熔損為零時(shí),永久層至少能擋一爐鋼水的冶煉而不至于穿包漏鋼。
  2000年以來(lái),寶鋼煉鋼廠對(duì)鋼包的保溫工作開(kāi)展了一系列的研究,最終形成了以鋁硅質(zhì)纖維保溫板作為鋼包保溫層的工藝,這與國(guó)內(nèi)外許多鋼廠采用的技術(shù)方向基本一致,因此在轉(zhuǎn)爐鋼包系統(tǒng)進(jìn)行了全面的推廣和應(yīng)用。但隨著寶鋼鋼包永久層整體澆注技術(shù)的應(yīng)用,鋼包永久層的使用壽命不斷延長(zhǎng),從最初磚砌永久層200次,提高到目前的600次,此材質(zhì)保溫層存在的缺陷開(kāi)始逐步表現(xiàn)出來(lái)。其中,在長(zhǎng)期高溫、高壓工況條件下,纖維板的壓縮比例不斷增大,在鋼包使用永久層到600次的時(shí)候,保溫纖維板的厚度常常從原始的18mm被壓縮到5mm~8mm。過(guò)大的壓縮率,使整體澆注永久層與鋼板之間出現(xiàn)空隙,導(dǎo)致在使用中、后期,鋼包永久層出現(xiàn)大量裂紋,鋼包的使用安全系數(shù)大幅度下降,永久層使用壽命也因裂紋的出現(xiàn),修理難度大而波動(dòng)很大。
  針對(duì)寶鋼鋼包包壁永久層結(jié)構(gòu)及應(yīng)用情況,圍繞鋼包永久層的兩個(gè)作用,研究者對(duì)300噸鋼包包壁永久層開(kāi)展了研究與應(yīng)用。通過(guò)對(duì)永久層施工工藝優(yōu)化,包壁永久層能多使用一個(gè)大修周期,包壁永久層使用壽命標(biāo)準(zhǔn)也從600次修訂到800次。
  永久層的保溫性能分析
  包壁永久層內(nèi)采用纖維板保溫層已使用多年,實(shí)踐證明,纖維板保溫層由于強(qiáng)度很低,鋼包使用過(guò)程中纖維板受耐材膨脹擠壓,厚度從18mm變成僅幾毫米,不僅起不到保溫作用,還使得整澆的永久層內(nèi)襯龜裂相當(dāng)嚴(yán)重,起不了保險(xiǎn)作用。
  因此,寶鋼300噸鋼包包壁永久層采用一層18mm高強(qiáng)度輕質(zhì)保溫磚加高鋁澆注料進(jìn)行試驗(yàn),并與目前使用纖維板保溫層的鋼包進(jìn)行對(duì)比測(cè)溫。試驗(yàn)結(jié)果顯示,12號(hào)鋼包(18mm纖維板(5cm間距)+60mm整體澆注)平均溫度最高,鋼包上部溫度變化比較大,雖然有纖維板,但每塊纖維板之間留有5cmm間隙(目的是減少包壁整體永久層裂縫),導(dǎo)致殼體溫度高。27號(hào)鋼包(18mm纖維板+60mm整體澆注)前期殼體溫度最低,中期溫度上升,后期溫度又有下降。這是因?yàn)榍捌诶w維板起到了很好的保溫效果,后由于內(nèi)襯耐材膨脹擠壓纖維板,使保溫效果減弱,鋼包經(jīng)中間修理冷卻耐材收縮,工作層與永久層間產(chǎn)生一定的空隙,導(dǎo)致殼體溫度下降。9號(hào)鋼包(18mm輕質(zhì)保溫磚+60mm整體澆注)為新試驗(yàn)的高強(qiáng)度輕質(zhì)保溫磚,鋼包使用前期、中期到后期的殼體溫度基本上能保持穩(wěn)定。
  從測(cè)溫對(duì)比中可以看到,帶有纖維板整體澆注的永久層并沒(méi)有突出的保溫效果,而且纖維板受擠壓變形,導(dǎo)致整澆永久層裂縫和其他不安全因素。而輕質(zhì)保溫磚代替纖維板使用后,絲毫不受擠壓變形,雖然導(dǎo)熱系數(shù)大于新的纖維板,但比擠壓后的纖維板好且效果穩(wěn)定不變,更重要的是永久層龜裂大大改善,有效提高了鋼包的安全系數(shù)。
  永久層的使用安全保障
  鋼包壁永久層整體澆注技術(shù)。寶鋼300噸鋼包壁永久層目前是采用整體澆注,實(shí)施整體澆注離不開(kāi)芯模及芯模的安放。整體澆注芯模找正安放是依靠支撐油缸和對(duì)中油缸調(diào)整定位,但實(shí)際應(yīng)用時(shí)由于芯模底部橡膠墊局部磨損不平整或鋼包長(zhǎng)期使用本體變形等原因,很容易造成鋼包壁整體澆注上下兩端間距誤差大。如果上端間距誤差大,操作人員可以看到并及時(shí)修正。但由于芯模高達(dá)5m,即使中上部間距誤差不大,芯模下端間距是無(wú)法確定的。如果鋼包壁永久層澆注厚度不均勻,鋼包上線使用周轉(zhuǎn)過(guò)程中,內(nèi)襯澆注料因鋼水沖刷、熔損,包壁使用后期耐材就存在被鋼水熔損穿透的風(fēng)險(xiǎn)。國(guó)內(nèi)各大煉鋼廠整體澆注鋼包都曾發(fā)生過(guò)數(shù)次包壁漏鋼事故,其中就有因鋼包澆注厚度不均勻的原因造成的包壁漏鋼事故。
  結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際,采用一種鋼包整體澆注芯模準(zhǔn)確安放的操作方法,可以克服鋼包外殼變形、芯模制作精度不高和使用變形等不利因素,確保鋼包壁永久層整體澆注厚度達(dá)到技術(shù)規(guī)程規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)要求。施工步驟如下:根據(jù)技術(shù)規(guī)程要求的待澆注層的澆注厚度,制作直徑為技術(shù)規(guī)程要求的最小澆注厚度尺寸的圓球,選用的材料是強(qiáng)度大、不易變形、密度小的尼龍材料,在圓球上安裝吊索。在把芯模安放在鋼包內(nèi)時(shí),拉住吊索,使圓球上上下下地沿著芯模和鋼包的整個(gè)圓周間隙走一圈,若有走不過(guò)的部位,調(diào)整芯模的對(duì)中油缸和支撐油缸,直到圓球在芯模和鋼包側(cè)壁之間的間隙均能走過(guò)。
  整體澆注模芯定位后再測(cè)量澆注厚度,澆注厚度的測(cè)量方法如下:一是芯模側(cè)壁的中部和下部分別沿圓周均設(shè)4個(gè)測(cè)量孔,合計(jì)8個(gè)測(cè)量孔。二是用卷尺和鋼筋條配合測(cè)量各測(cè)量孔處鋼包包壁與芯模之間的距離,確保各測(cè)量孔處的距離均不小于技術(shù)規(guī)程要求的最小澆注厚度。三是回收芯模的對(duì)中油缸和支撐油缸,再次利用圓球確認(rèn)芯模與鋼包側(cè)壁之間的間隙不小于技術(shù)規(guī)程要求的最小澆注厚度。四是在芯模側(cè)壁的上方直接測(cè)量芯模與鋼包包壁之間的距離,以確保待澆注層的厚度不小于技術(shù)規(guī)程要求的最小澆注厚度。
  整體澆注壁永久層整體修補(bǔ)法。鋼包在使用過(guò)程中,鋼水中的一些雜質(zhì)對(duì)鋼包內(nèi)襯耐火材料的侵蝕,加上工作層在使用過(guò)程中出現(xiàn)急冷等原因,會(huì)使鋼包的永久層出現(xiàn)裂縫和損壞等現(xiàn)象,需要進(jìn)行局部的修補(bǔ),即對(duì)永久層存在裂縫和缺口的部位用包壁修補(bǔ)料進(jìn)行修補(bǔ)。但是這種修補(bǔ)方法使得永久層上的一些微裂縫不能得到及時(shí)的修補(bǔ),導(dǎo)致鋼包在下一個(gè)使用周期的過(guò)程中,微小裂紋繼續(xù)擴(kuò)大,鋼水容易穿過(guò)工作層,在這些裂縫中形成冷鋼,提高鋼包的使用危險(xiǎn)系數(shù)。而且這種局部的修補(bǔ)以后,工作層和永久層黏附在一起,不便于下一次鋼包大修時(shí)拆包解體。同時(shí),由于沒(méi)有中間層的保護(hù)作用,拆包機(jī)槍頭容易直接打在永久層上,對(duì)永久層造成不同程度的傷害,大大縮短了它的使用壽命,增加了勞動(dòng)強(qiáng)度。
  建議調(diào)整鋼包砌筑維護(hù)工藝,在鋼包進(jìn)行工作層更換大修時(shí),對(duì)永久層進(jìn)行整體修補(bǔ),即用包壁修補(bǔ)料對(duì)一些大縫進(jìn)行局部修補(bǔ)以后,再用火泥對(duì)永久層整體涂抹一層厚約2mm的保護(hù)層。這樣不僅能使裂縫和缺口等部位得到及時(shí)修補(bǔ),而且能使一些微小裂縫得到修補(bǔ),既能及時(shí)有效地阻止微小裂紋繼續(xù)擴(kuò)大,又可避免鋼水在這些裂縫中形成冷鋼,提高鋼包的安全系數(shù)。而且修補(bǔ)的鋁鎂火泥層使工作層與永久層在拆包解體時(shí)易分離,大大減少拆包機(jī)對(duì)永久層造成的機(jī)械損害。
  整體澆注壁永久層局部修補(bǔ)法。鋼包壁永久層目前普遍采用整體澆注,工作層渣線磚使用一定周期后需要拆除修理,由于渣線磚是使用拆包機(jī)或者風(fēng)鎬進(jìn)行拆除,在拆除過(guò)程中的振動(dòng)易損壞壁永久層的自流澆注料,進(jìn)而造成壁永久層澆注料開(kāi)裂或者大面積脫落。一般情況下,如果壁永久層裂縫≤5mm,則用綠火泥進(jìn)行修補(bǔ);如果壁永久層裂縫≥5mm,則用鋼包壁修補(bǔ)料進(jìn)行修補(bǔ)。如果在壁永久層大面積脫落的情況下還使用鋼包壁修補(bǔ)料修補(bǔ),那么會(huì)由于修補(bǔ)料的密實(shí)度不夠而存在漏鋼風(fēng)險(xiǎn)。
  技術(shù)人員提出用澆注原永久層的澆注料進(jìn)行修補(bǔ),但是,這種方法在實(shí)際操作時(shí)要使用振動(dòng)棒將自流澆注料振動(dòng)密實(shí)。然而,振動(dòng)棒的振動(dòng)可能造成已經(jīng)砌筑好的新渣線磚移位,從而引起新渣線磚灰漿不飽滿或者磚縫超標(biāo),同樣存在滲入鋼水甚至漏鋼的事故隱患。因此,如何提高鋼包壁永久層的修補(bǔ)質(zhì)量,同時(shí)不影響新渣線磚,成為亟待解決的技術(shù)問(wèn)題。
  當(dāng)鋼包渣線磚拆除后,永久層澆注料大面積損壞、破損或者脫落,破損永久層低于原設(shè)計(jì)澆注永久層高度時(shí),采用自流料(主要成分是Al2O3和MgO)對(duì)破損的永久層進(jìn)行灌料修補(bǔ),提高永久層的修補(bǔ)質(zhì)量和整體性,延長(zhǎng)修補(bǔ)部位的使用壽命。
  施工步驟如下:自流料施工時(shí)外加潔凈水,專用攪拌機(jī)攪拌,加水量為6.2%~7.0%,邊攪拌邊加水,加水完畢后再攪拌3分鐘。拌好的料,夏季應(yīng)在20分鐘、冬季應(yīng)在30分鐘內(nèi)用完,不得再加水或放入新料中攪拌使用。攪拌好的料應(yīng)有一定稠度和流動(dòng)性。需要進(jìn)行灌自流料處理時(shí),先砌筑1層~2層渣線磚當(dāng)作灌自流料的模具,分層灌料時(shí)必須低于磚橫縫的高度20mm左右,避免與渣線磚橫縫同縫,邊灌料邊使用大鏟插實(shí)。重復(fù)以上步驟,直至鋼包永久層灌料至原設(shè)計(jì)高度。自然養(yǎng)護(hù)后,不用單獨(dú)烘烤永久層修補(bǔ)部位,隨鋼包渣線磚修理完畢后一起烘烤即可。
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