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COREx熔融還原煉鐵是目前唯一使用非煉焦煤直接生產(chǎn)鐵水的非高爐工業(yè)化煉鐵方法。COREX是由奧鋼聯(lián)開發(fā)的一種使用塊礦或球團(tuán)礦作原料、使用非焦煤作還原劑和燃料的熔融還原煉鐵工藝。COREX這個(gè)名字的前兩個(gè)字母CO代表Coal，是煤的意思；中間兩個(gè)字母RE 代表Reduction，是還原的意思（煉鐵就是還原過程）；最后兩個(gè)字母EX 是Extreme，是終極目標(biāo)的意思。所以COREX完整的意思是直接用煤來煉鐵作為它的終極目標(biāo)。隨著COREx熔融還原煉鐵技術(shù)的成熟和完善，c0REx熔融還原工藝在進(jìn)一步提高的基礎(chǔ)上會(huì)有更大的發(fā)展空間。每座熔融氣化爐關(guān)鍵部位所使用的不定形耐火材料達(dá)100 t以上，而國(guó)內(nèi)企業(yè)還沒有c0REx熔融氣化爐配套用耐火材料的使用經(jīng)驗(yàn)。寶鋼羅涇遷建工程中的c0RExc3000還原氣化爐用耐火材料全部依賴進(jìn)口。該項(xiàng)目的研制成功，可以使COREx煉鐵爐用耐火材料實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化，能為國(guó)家節(jié)約大量外匯，同時(shí)促進(jìn)COREx煉鐵技術(shù)在我國(guó)的發(fā)展，推動(dòng)我國(guó)鋼鐵工業(yè)可持續(xù)發(fā)展。 一 ：試驗(yàn) 主要原料有高純棕剛玉、α-AL2O3，微粉、Si02微粉、純鋁酸鈣水泥等。稱取原料，澆注成40 mm×40mm×160mm的長(zhǎng)條樣，在110℃烘干后，再在l 200、l 500℃燒成。按相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)試樣的體積密度、顯氣孔率、耐壓強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度、線變化率。抗渣性：采用靜態(tài)坩堝法，抗渣坩堝外形尺寸φ65mm×60mm，內(nèi)孔尺寸φ25mm×30 mm，取自寶鋼爐渣20 g，試驗(yàn)溫度為1 500℃5 h。爐渣的化學(xué)組成為：Si02 32.15％，A1203 15.43％，Ti02 0.63％，F(xiàn)e203 0.43％，CaO 48.48％，M90 1.59％，K20 0.19％，Na20 0.22％，S03 0.75％。抗堿性：采用棕剛玉預(yù)制塊和賽隆剛玉磚、剛玉莫來石磚作對(duì)比試驗(yàn)。將試樣切成20mm×20 mm×20mm的立方體，采用紅柱石質(zhì)匣缽埋入法，焦炭與碳酸鉀按l：1的質(zhì)量比混勻，將每種試樣各四塊依次排列埋入其中，將匣缽放入爐中，升溫速度為10℃·min～，1100℃保溫30 h。冷卻后取出試樣，進(jìn)行體積、強(qiáng)度及K20含量測(cè)試。 二：結(jié)果與分析 2．1粒度級(jí)配 按Andreassen方程計(jì)算，澆注料中骨料部分的粒度分布系數(shù)q值不應(yīng)高于O.30，適于振動(dòng)施工剛玉澆注料的粒度分布系數(shù)q為0.29時(shí)，具有良好的流動(dòng)性。 試驗(yàn)采用骨料8～5、5～3、3～1、≤1 mm四級(jí)配料，分布系數(shù)q為O.25、O.29、O.31及兩種經(jīng)驗(yàn)配比，粗顆粒、中顆粒、細(xì)粉質(zhì)量比分別為 ①32:28:40 ②34:29:37 ③35:29:36 ④54:29:17 ⑤58:22:20，試樣編號(hào)分別為1-5 #。顆粒級(jí)配的試驗(yàn)結(jié)果見表1
由表1可以看出，要獲得相同的作業(yè)性，粗顆粒、中顆粒、細(xì)粉質(zhì)量比為58：22：20的5 #配料用水量較少，各項(xiàng)物理指標(biāo)也較好。也即增加顆粒的加入量可以提高澆注料的密度。 2.2 α-AL2O3微粉種類選擇和加入量 以5#配比為基礎(chǔ)，試驗(yàn)選用編號(hào)為y、s、z、b、j、c的六種α-AL2O3，微粉做對(duì)比試驗(yàn)，這六種α-AL2O3微粉的粒徑分布和比表面積各不相同。采用的六種微粉盡管粒徑分布不同，比表面積各異，但配制的澆注料的物理性能都能滿足預(yù)期要求。相比之下，含微粉 c的配料用水量更小些(3.3％)，各項(xiàng)物理指標(biāo)也較好些。當(dāng)選用α-AL2O3微粉c，加入量為3％～6％時(shí)，配料用水量相同，并且試樣的物理指標(biāo)也在目標(biāo)值內(nèi)。 2.3 uf-si02，種類選擇和加入量 本試驗(yàn)選用國(guó)產(chǎn)微粉和埃肯微粉做對(duì)比試驗(yàn)，國(guó)產(chǎn)uf-siO2配料用水量3.5％，埃肯uf-Si02配料用水量3.3％。澆注料的物理性能見表2。可以看出，要達(dá)到相近的流動(dòng)性，用國(guó)產(chǎn)uf-si02時(shí)，施工用水量多于用埃肯uf-SiO2的用水量，試驗(yàn)的各項(xiàng)物理指標(biāo)都不如用進(jìn)口微粉的試樣。更為嚴(yán)重的是，因?yàn)閲?guó)產(chǎn)微粉雜質(zhì)含量高，1 500℃燒后試樣發(fā)生鼓脹變形，而加進(jìn)口微粉的試樣1500℃燒后試樣外觀規(guī)整。為了制得質(zhì)量?jī)?yōu)良的預(yù)制塊，決定采用埃肯的uf—Si02。 試驗(yàn)選用埃肯微粉的加入量為3％、4％、5％、6％、7％做對(duì)比試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果列于表3。由表3可以看出，當(dāng)uf—Si02加入量為3％一4％時(shí)，施工用水量較大，燒后線變化也較大，當(dāng)加入量為5％～7％時(shí)，施工用水量較小，各項(xiàng)指標(biāo)也在目標(biāo)值內(nèi)。 2．4水泥種類和加入量 剛玉預(yù)制塊由于位于陶瓷杯中心和風(fēng)口部位，為保證其良好的高溫性能，由配料引入的ca0必須小于0.5％，所以該澆注料應(yīng)為性能優(yōu)良的超低水泥澆注料。試驗(yàn)選用CA一75G和Seacar71兩種純鋁酸鈣水泥做對(duì)比試驗(yàn)，加入量在0.5％～1.5％。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，兩種水泥當(dāng)加人量為O.5％～1.5％時(shí)，各項(xiàng)物理指標(biāo)都能滿足要求。但前者雜質(zhì)略高于后者，后者性能較為穩(wěn)定，故決定采用seacar71水泥。 2.5配比確定 選用粗顆粒、中顆粒、細(xì)粉質(zhì)量比為58：22：20，其中α-AL2O3，微粉加入量為6％，uf-Si02加人量為6％，seacar71水泥加入量為l％制備了棕剛玉澆注料。 棕剛玉澆注料的抗渣結(jié)果為：切開坩堝，無明顯的浸蝕滲透現(xiàn)象。 從抗堿試驗(yàn)來看，剛玉莫來石樣完全潰散，無一完整的。賽隆剛玉樣與棕剛玉澆注料試樣完整無裂紋，其抗堿性試驗(yàn)結(jié)果見表4。棕剛玉澆注料有較好的抗堿性能，但與賽隆剛玉樣相比，抗渣試驗(yàn)后體積膨脹較大，吸收的K2O也較多。
3結(jié)論 選用粗顆粒、中顆粒、細(xì)粉質(zhì)量比為58：22：20，其中α-AL2O3，微粉加入量為6％，uf-siO2加入量為6％，seacar71水泥加入量為1％制備棕剛玉澆注料。澆注料的結(jié)構(gòu)致密、高溫線變化小、高溫強(qiáng)度高、抗熔渣及鐵水滲透侵蝕性好，在高溫還原氣氛下長(zhǎng)期使用性能穩(wěn)定，可以達(dá)到CORExc3000還原氣化爐的要求。 |
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