单铁口高炉出铁沟长寿技术-世界金属导报1911期

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1、单铁口高炉出铁沟长寿技术一、前言现代大型高炉出铁沟一般都是采用低水泥结合AL2O3—SiC—c质浇注料。该材料使用安全、寿命长、消耗少、施工维修方便是高炉稳产、顺产的重要保证。由于消耗少，维修少，使用稳定，因此，现代大高炉炉前出铁场环境整洁。一般大高炉都有2个以上的出铁沟，当其中一条铁沟必须重新造衬或必须修补时，只要堵住该条铁沟的出铁口后，就可以对该条铁沟进行浇注、养护硬化、烘烤干燥等。与此同时，其他出铁口出铁正常，不影响高炉的正常生产。但容积为1000m’以下的中小型高炉一般设计为单个出铁口，因此不可能保证一般浇注料施工所需要的养护、烘烤时间。所以，目前的单出铁口的中、小型

2、高炉铁沟一般还是采用沥青或树脂结合A1203，—SiC—C质免烘烤捣打料捣打铁沟内衬。由于采用树脂或焦油结合，捣打料捣打施工后不必烘烤或短时间烘烤即可立即直接过铁水，可以满足较小高炉的使用工艺要求。但因为捣打的沟衬耐火材料一般只是沟底表面一层相对密实，而表层以下及沟帮部位都很疏松不耐冲刷，因此捣打料存在使用寿命太短的问题，一般只有1—7天，最短的甚至1班一修。因此，铁沟修补频繁，炉前工人劳动强度太大，且高热的环境又造成很多小女全囚素，还有树脂的烟尘有毒有害问题!因此，如何有效地解决单铁口高炉出铁沟寿命的问题备受关注。北京联合荣大公司为此曾开发能够快硬快烘的树脂结合A12O3，

3、—SiC—C质浇注料(专利：铁沟面烘烤浇注料及单铁口高炉出铁沟浇注料造衬工艺，专利号2006100869258)，替代捣打料来解决单铁口高炉出铁沟使用寿命短的问题，并在一些高炉进行了应用。该技术虽然解决了施工体的密实性问题，但这种浇注料由于主要是树脂结合，树脂用量相对较大，树脂自身的烧后松散造成烧后浇注体结构疏松，铁沟的抗侵蚀抗冲刷能力似乎还有欠缺，使用寿命远不如大高炉所用的低水泥结合A1203，-SiC-C质浇注料。而且树脂结合浇注料在烘烤时树脂的烟尘造成的炉前环境恶劣问题依然存在。在总结经验与大量实验的基础上，北京联合荣大公司通过对大型高炉用低水泥结合M203—SiC—C

4、质铁沟浇注料进行改性，使其能够在热态下施工并能5快速升温而不爆裂，满足中、小型单铁口高炉铁沟的快速施工使用要求。在工程实践中还借鉴大高炉主铁沟普遍采用的储铁式结构，将中、小型单铁口高炉出铁主沟也改造成储铁式或半储铁式结构，从而改善耐火材料的烧结环境以及急冷急热环境。这种结构也取消了小高炉炉前每次出铁前在沟内铺沙的惯例，从而彻底改变了炉前作业平台的工作环境。二、低水泥结合A1203—SiC—C质浇注料的改性研究大高炉用低水泥结合A1203—SiC—亡质浇注料配料中有超微粉和分散剂，因此流动性好、耐火度高，浇注体致密性好、强度高，因此铁沟抗侵蚀、抗冲刷，使用寿命长(通铁量高)。但

5、该材料的最大问题是浇注后需要养护且不能过快速度烘烤，否则会出现强度低和爆裂。因此有效解决大高炉铁沟浇注料的快干脱模和快速烘烤、防止爆裂问题，是该材料能否用于单铁口高炉的关键，也是本研究的主攻方向。本试验的基本思路是：以大型高炉用A120，—SiC—C质铁沟浇注料为基质，加入各种防爆改性材料，使其具有快硬快烘的性能。防爆试验方法是将浇注料浇注成100*100*60的方块，浇注后1.5—2h即放入电炉中，观测其爆裂的程度。进一步放大样试验是将浇注料浇注为50kg以上的预制块，同样是浇注后1．5—2h即脱模并立即放在10000C左右的炭火上进行烘烤，检验其爆裂情况。1，加入发气剂改

6、进防爆性能金属A1粉能够与水反应生成H2气，因此浇注料中加入少量A1粉可以在浇注后产生大量气体通道，有利于烘烤过程中水蒸气的扩散。同时A1粉与水反应的过程还会产生大量的热量，能够有效促进浇注料的硬化。但金属Al粉加量过多时，因发气量人多，致结构强度降低。发气量跟金属Al粉的细度和数量有关，铝粉粒度越细，数量越多与水反应发气越剧烈，产气量越多越集中，越易产生鼓胀开裂，影响体积密度，降低强度。所以，必须严格控制金属Al粉的细度与加入量。除Al粉之外，本案还在浇注料中添了有机发气剂。有机发气剂的发气机理是发气剂与水泥和水发生分解反应，生成某种钙盐，钙盐分解产生N2、CO：、NH3气

7、。由于有机发气剂不像Al粉那样反应剧烈，因此浇注料不易出现鼓胀和细粉上浮的问题。而且有机发气剂不会因施工养护环境温度的差别而产生发气速度与发气量的很大变化，因此施工更易掌握。2．添加助结合剂调整硬化时间5浇注料的快硬对于施工后快速脱模至关重要，本案通过加入促硬的助结合剂，保证浇注料具有足够的施工时间，同时还必须在浇注成型后很快硬化，以便及时脱模进行烘烤。研究还发现，浇注料的硬化时间还与浇注体的鼓胀与爆裂有很大关系。浇注料过快硬化和过慢硬化，都会出现浇注体鼓胀与爆裂的问题。因此，通过加入适量的助结合剂，能