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對于只有單鐵口的高爐而言，出鐵間隔短，休風時間少，若采用低水泥澆注料，無法保證足夠的烘烤時間，所以大多數(shù)此類高爐仍采用免烘烤鐵溝搗打料。免烘烤搗打料存在組織疏松、抗氧化性差、通鐵量低、現(xiàn)場施工勞動強度大等缺點；另外也有使用鐵溝預制件拼接安裝的，但是接縫處理問題一直沒有很好的解決辦法，因此如何有效的解決單鐵口高爐出鐵溝的壽命問題備受關注。為此，我們的研發(fā)人員在對高爐出鐵溝的工作條件、損毀機理、鐵水及熔渣的化學組成等方面作了大量分析研究后，開發(fā)出了適用于高爐出鐵溝的免烘烤澆注料。 二、研制思路 普通低水泥澆注料當含水量較高，劇烈升溫時水分會大量且迅速的排出，而當水分排出通道不暢時，水分不能及時排出，蒸汽壓力激增，就會引起材料爆裂。這種材料存在下述問題：①由于用氧化鋁水泥作硬化劑，引入 Ca0 造成基質(zhì)低熔點，降低了耐蝕性；②加入干燥助劑金屬 Al粉，金屬 Al 粉的添加對干燥是有效的，但是施工體易產(chǎn)生龜裂，帶來組織劣化的傾向；③磷酸鹽結合材料存在結合劑遷移問題，造成材料表面離子富集，堵塞氣孔通道，容易出現(xiàn)分層爆裂剝落的現(xiàn)象 開發(fā)的免烘烤澆注料的設計思路是利用澆注料組織致密、施工方便等特點，使用非水系的液體有機化合物，作為流動性賦予劑及結合劑，保證澆注料的施工流動性，堿性材料作為硬化劑，加入到混好的耐火散料中攪拌，得到一種具有可振動施工的流動性的材料，澆注成型后，在常溫或溝體余熱下經(jīng)過很短時間硬化脫模，由于材料中水分非常低，所以不需要烘烤可直接出鐵，達到減少作業(yè)時間、降低勞動強度、提高使用壽命的目的。 出鐵溝材料都必須具備耐蝕性，耐磨性等高性能，我們產(chǎn)品所用的材料是由粒度經(jīng)過嚴格篩選的高檔原料為骨料，以及由粘土及在各溫度范圍能產(chǎn)生熱態(tài)強度的各種結合材料的混合物所組成，電熔棕剛玉(耐蝕性、耐磨性較好，抗鐵水性強。為了提高溝料的使用壽命，要求剛玉的氣孔率要低)、碳與碳化硅(體積變化小具有耐熱性，難于被鐵水、熔渣濕潤，有化學穩(wěn)定性，碳對鐵、渣均能適應，而碳化硅更適應于熔渣)、結合材料(非水系的液體有機化合物，從低溫到高溫能保持堅固的組織強度的結合材料，保證材料足夠的強度)，另外添加抗氧化劑、分散劑等外加劑，改善材料性能。主要原料其理化指標見表 1。
為了充分了解材料的防爆裂性能，我們進行了放大樣的防爆試驗，模具尺寸如圖 1 所示，壁厚 270mm，用料量 500kg。 (1)攪拌：將生產(chǎn)預混好的材料加入 PBH88 液體 6%至可澆注成型，攪拌均勻后出料，出料口的半干料在正式使用前應返鍋攪拌兩次，以確保均勻。 (2)澆注成型：為模仿現(xiàn)場溝體余熱，將攪拌好的漿料迅速倒入預先加熱的模具(涂好脫模劑)內(nèi)，進行振動成型，使用振動棒成型，在余熱的條件下材料施工作業(yè)性良好，振動至表面返漿，排氣充分為止。 (3)快速烘烤：預制件成型后，自然養(yǎng)護 1h 左右基本硬化，將其放在事先砌筑好的防爆試驗臺上，模擬現(xiàn)場，不脫掉外面模板，使其氣體排出更加困難，試驗條件比較苛刻。在預制件的芯模內(nèi)堆碼足夠數(shù)量的已燃焦炭，馬上直接鼓風吹氧烘烤 30min，測量最高溫度在 1400℃以上。未出現(xiàn)爆裂情況，也沒有發(fā)現(xiàn)明顯的裂紋，完全滿足免烘烤的要求。
三、實驗案例 此種免烘烤澆注料在徐州某鋼鐵公司 小型高爐出鐵溝使用，材料為雙組分現(xiàn)場攪拌澆注施工，筑溝從清理算起共耗時 6h 左右，其中清理殘襯 2～3h，澆注材料 1h 左右，硬化脫模 1～2h。脫模后不需烘烤即可直接通鐵。使用情況良好，效果明顯優(yōu)于使用免烘烤搗打料，主溝不修補使用 39 天以上。 四、結論 高爐出鐵溝用免烘烤澆注料，具有完全可取代現(xiàn)用搗打料和預制件，并可實現(xiàn)高爐的高產(chǎn)、增效、降耗的要求，減輕爐前工的勞動強度，現(xiàn)場反映該材料使用中不粘渣鐵，清理方便，使用壽命良好，為各鋼鐵企業(yè)的煉鐵廠帶來巨大的經(jīng)濟效益! |
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