田守信新钢厂用耐材(草)

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,耐火材料高新技术在新型钢铁厂的应用,田守信 陈荣荣,宝钢技术中心,内容,定义耐火材料高新技术在新型钢铁厂中的作用,应该达到的具体目标,具体应采用的耐火材料新技术各论,1降低成本(降价、长寿、降耗),2节能保温3 纯净钢用耐火材料4环境保护5关于耐材供应的整体承包,定义,所谓耐火材料高新技术是指世界上耐火材料新的先进的产品、设备和维护技术。,耐火材料高新技术在新型钢 铁厂中的作用,1)在满足钢铁冶炼节奏的前提下，吨钢耐火材料消耗应该为世界最低，至少处在最先进的行列。并且吨钢耐火材料成本为最低，较目前下降40%以上；,2,)所用的耐火材料不但不污染钢水，而且应该有利于减少有害元素和降低非金属夹杂物；3)所用耐火材料应该是环保型产品，对于改善生产环境起到非常好的作用；4)新型钢铁厂所用耐火材料应该能够适应该钢厂所采用的新工艺技术和装备。而不应该拖后腿；5)所用耐火材料应该能够再生，并能够再生较高附加值的产品，能够应用于返回新型钢铁厂使用，用后耐火材料废弃量趋于零，节约资源，使成本进一步降低，建立好循环经济。,应该达到的具体目标,对于一般的优质钢生产：1)耐火材料消耗为68,kg/t，,处于世界领先水平,；2),用后耐火材料废弃量小于10%，钢厂自行循环使用量达到60%以上；3)基本消除有污染耐材的使用。比目前减少80%以上；4)耐火材料能够满足洁净钢要求。根据不同钢种要求，有利于减少钢水的非金属夹杂和有害元素的含量；5)冶金炉的使用寿命能够达到世界先进水平或领先水平。如高炉寿命大于18年，转炉寿命大于30000炉次，能够达到经济炉龄（经济炉龄考核的主要指标是在满足使用节奏的要求下，耐火材料在炼钢中不但成本最低化,，,而且由此不影响其它成本的提高，甚至产生好的影响）。电炉使用寿命达到2000炉次，交流电弧炉底寿命达到15000次以上，直流电弧炉底使用寿命达到15000炉次以上（,ABB,型）、2000次以上（钢棒型）、5000炉次以上（钢片型和钢针型）。吨钢耐火材料消耗达到3,kg/t,以下。钢包使用寿命大于500次，消耗小于1,kg/t。,中间包工作衬满足使用要求，充分体现节能和洁净钢水的作用。消耗比相当条件的少20%以上。6)节能耐火材料，通过新型窑炉结构改进和衬结构改造，以及采用新型节能保温耐火材料，采用蓄热燃烧技术，做到节能提高20%以上，基本消除纤维制品的使用，对环保做出贡献。,具体应采用的耐火材料新技术,1湿式喷射技术应该贯穿于高炉、出铁场、鱼雷车、回转窑、钢包、中间包等冶金炉衬；,2优质高品质的耐火材料应该贯穿于高炉、出铁场、鱼雷车、回转窑、电炉、转炉、钢包、中间包等整个冶金炉衬耐火材料最佳化（长寿、单耗最低、新技术的采用）；,3火焰喷补应该贯穿于转炉、电炉、钢包等冶金设备上；,4 加热炉、热处理炉等窑炉轻型化、节能保温技术和蓄热燃烧技术；,5 纯净钢用耐火材料（镁钙质等）；,6,环保型耐火材料和用后耐火材料的再生处理技术（目标耐火材料零排放）。,图1 湿式喷射施工设备示意图,各论,1 降低成本（降价、长寿、,降耗）,1.1,高炉长寿，采用的新的有关耐火材料新产品、维护和设备技术,1.1.1,优质产品的选择,这些新产品有,高致密度的石墨化炭砖,应用在高炉底，它具有非常高的导热性和抗铁水的渗透性。国内外都从炭砖，经过半石墨化炭砖向高致密度的具有微孔结构的石墨化炭砖过渡。这种产品国外已经开发出来，并基本成熟，国内正在处在开发之中。对于高炉中下部越来越多地应用,优质碳化硅砖和,Sialon,结合的碳化硅砖,。作为新的高炉，要达到世界一流，就应该选用这些世界公认的最适合应用于该区域的优质碳化硅制品。这些产品国内外已经成熟。,1.1.2,维护修补技术的采用,提高高炉使用寿命的重要措施之一是高炉的维护。一是高炉上部修补。目前国内外采用了可塑料喷补和半干法喷补，而近年来发展了湿式喷射技术对高炉上部进行休风喷涂维护。因为是近年来发展起来的技术，它湿式喷涂层的性能非常优越，具有非常高的耐磨性能和抗高炉气氛的侵蚀性能，它对降低消耗和提高高炉使用寿命起到非常好的促进作用。因此它应该成为今后高炉上部维护修补的重要方法。目前国内正在开发这种设备，对于湿式喷射技术所用的材料，我们有能力做得很好。高炉中下部的温度较高，,损坏了，还不能湿式喷射修补维护。所采用的方法主要是用在炉衬发红的地方，钻孔并用挤压机把压入料压入高炉红热的内壁。在热内壁上固化再造内壁。这种方法只能是高炉后期和局部维护。对提高高炉的使用寿命起到一定的作用。该方法已经成熟，应继续使用下去。这方法有一个重要的问题就是,压入料,的质量，应该进一步提高。,用铜冷却壁的方法提高高炉使用寿命是一种趋势。在冷却壁和高炉内衬之间使用一层,填缝料,。该料具有高的强度、致密度，特别是高导热性，并且高抗氧化。因为该种方法是高炉长寿的一个新的方法，所以该填缝料的质量必须要提高，要通过引进和开发，使质量达到理想的水平。,经过采用优质的碳化硅制品、微孔石墨炭砖、优质压入料、高导热的优质填缝料和使用湿式喷射机这样的喷涂设备，再和良好的高炉操作技术结合起来使新型钢厂的高炉使用寿命达到,18,年,以上。,1.2,为了减少出铁场耐火材料的消耗和提高环保水平，应采用的有关耐火材料新产品、设备和维护技术,1.2.1高炉用炮泥。实际上高炉炮泥是非常重要的。它应该比铁沟料还重要。主要表现在1)它的消耗很大，如果它不耐侵蚀和冲刷，扩孔很大，每天出铁次数竞达1216次之多，每次用炮泥量也很多，导致了消耗竟然达到1,kg/t,以上，与整个铁沟、主沟和渣沟之和相当。就是大高炉也往往消耗0.5,kg/t,以上（世界上高水平的炮泥消耗为0.2,kg/t，,出铁次数相当少，只有35次/天）；2)侵蚀损耗快，不但是成本高，更重要的是对高炉使用寿命产生重要的影响。高炉出铁口损坏增加了，就会导致出铁口区域过早变红和破坏，,有的小高炉用了二年左右，就是因为该处损坏过重而坍塌。所以我们新的钢厂应该采用高质量的出铁口炮泥，使出铁次数能够达到7次/天以下，消耗达到0.2,kg/t,的水平。这不但是降低成本的需要，也是改善工作环境和提高高炉使用寿命的需要。解决的方法是进口和开发。在开发方面应该做到实事求是，不能让捣浆糊的人负责开发，否则，开发归开发，成果归成果，而最终还是没有多少进步。高炉炮泥的环保应该重视，不但要解决好炮泥的质量问题，还要解决炮泥的环保问题。目前炮泥多为焦油结合的炮泥，焦油的加入量多超过了20%，使用过程中产生大量的有害气体。应该解决这方面的问题，可能从技术上进行研究，并且在研究过程中要特别注意成本和环保的平衡问题。,1.2.2,高性能的出铁场浇注料和捣打料的采用,这方面很有潜力可挖，对于大型高炉出铁场，目前国内多在消耗,1,kg/t,左右，一次性通铁量,1015,万吨。世界上好的出铁场消耗在,0.40.6,kg/t,，,一次通铁量达到了,25,万吨以上。应该采用干式浇注料技术，它对铁沟保温和提高安全性起到重要作用,这些优质材料目前国内没有生产，可以通过进口或自己研发解决。我们做过侵蚀试验研究,（介绍我们的开发结果）,，已经证明了较目前国内主沟浇注料提高一倍的耐用性。,1.2.3,高炉出铁场的维护技术,。出铁场一次性使用寿命非常有限，而最终使用寿命要为一次性使用寿命的,1030,倍。因此，出铁场更多地要在于维护。维护技术大大影响了出铁场耐火材料的消耗和使用寿命。这里有两个内容应该重视和体现出来。就是湿式喷射料和湿式喷射机。实际上也是一套湿式喷射技术的两个内容。利用湿式喷射机把新型的高性能的喷射浇注料喷到出铁场的各个部位，以保持出铁场的高通铁量和使用寿命。通过这样好的维护能够做到出铁场通铁量达到,300,万吨。耐火材料消耗低到,0.6,kg/t,以下。同时环保会显著改善。,1.3,铁水三脱鱼雷车采用的新产品、维护和设备技术,铁水脱,Si,、,P,、,S,的“三脱”处理，使鱼雷车的使用寿命显著下降，不修补使用寿命也只有,300500,次，经过多次修补才能达到,1000,次。耐火材料消耗达到,0.5,kg/t,之多。这方面宝钢股份有不少经验可以借鉴。需要改进和创新的地方是材料技术和维护技术。因鱼雷车形状而修补很困难，要冷却下来后进行，严重影响了作业率。因此，提高鱼雷车的作业率是非常重要的问题，解决的方法是发展湿式喷射料技术。因此，新型钢铁厂应该引入湿式喷射浇注技术，这里有使用技术、产品技术和设备要解决。可以通过引进和消化来解决。也可以通过科研解决。我们已经有了产品技术、使用技术和设备经验的基础。通过对鱼雷车实施湿式喷射技术，可以得到如下好处：一是快，不用模具和喷射速度很快，能够在很短时间内完成施工，由目前的冷修补一次用,7,天缩短到一天，二是施工质量高，能够提高,鱼雷车的使用寿命，减少修补次数，由修补一次用,100,200,次提高到,200,300,次，从而提高了鱼雷车的作业率和改善了工作环境。对湿式喷射料在热态下施工的研究，特别是能够在高温下能自动喷射施工设备的开发，对于降低修补时间提高作业率将起到非常显著的作用，这方面应该与设备制造、控制系统和材料结合起来进行引进和开发。目前世界上还没有看到这方面的报道。,自从铁水预处理工艺出现以来，就一直使用,ASC,砖衬。根据三脱试剂的性质，应该根据不同的条件选用不同的耐火材料炉衬。如对于高碱度的三脱试剂，应该采用碱性耐火材料炉衬为好。起码应该采用铝镁炭质炉衬。国外也有在鱼雷车上采用铝镁炭砖的。脱硅的摆动流嘴不用,ASC,质材料而采用了刚玉镁质浇注料已经是很普遍的。因此在鱼雷车用耐材方面，应该有创新。采用新的材料，使衬的使用寿命显著提高。通过选用新材料炉衬和好的喷射修补技术，使鱼雷车使用寿命显著提高和消耗下降到,0.4,kg/t,以下。,1.4,为了更高的转炉经济炉龄，采用新的有关耐火材料新产品、维护和设备技术目前我国大型转炉转炉炉衬用镁碳砖已经成为定型和标准。到目前为止还没有比得上镁炭砖炉衬的，并且镁炭砖炉衬的使用也很满意。不过在修补维护方面，还有很大差距，应该采用先进的材料和方法。目前大型转炉的使用寿命,4000,炉次以上，通过溅渣护炉使用寿命达到,20000,炉次以上。转炉喷补料耐用性较差，一般只有,4,次左右，有的钢厂才,2,次左右。对于喷补料喷补频繁，影响了转炉的作业率和耐火材料单耗。转炉耐火材料消耗约,0.8,1,.2,kg/t,。,这里有两个问题值得采用，即修补材料和设备。在修补料方面，主要有含碳热修补料，包括喷补料和大面热自流修补料和火焰喷补技术。,火焰喷补技术包括火焰喷补料和火焰喷补设备。目前国产大面热自流修补料达到了,70,次以上，值得保持和发扬下去。而火焰喷补技术国外已经成熟并有新的发展，值得引进和采用。采用火焰喷补可以使喷补层的使用寿命大幅度提高，喷补一次可以使用,15,炉次的使用寿命。因此，值得在新型钢厂采用火焰喷补技术。这样不但大幅度降低耐火材料消耗，更主要减少了修补时间，提高了转炉的作业率。在转炉关键耐火材料，即出钢口和供气砖的使用寿命只有,150250,次和,20003000,次，它的更换比较麻烦，也影响了设备的作业率，应该提高使用寿命，值得引进和研究开发，特别是它们的修补水平值得进一步提高。如透气修补料，高抗侵蚀的灌浆料和更换方法等。通过这些措施，使转炉耐火材料消耗降低到,0.6,kg/t,以下，转炉的作业率显著提高。目前溅渣护炉材料质量较差，一般都是炉炉溅渣，不但影响了作业率，而且也是大量浪费了资源。必须提高溅渣料的使用寿命，争取溅渣护炉一次能使用,23,炉次。这样使溅渣护炉料减少到目前的,50%,。,1.5,电炉长寿，开发和采用有关耐火材料新产品、维护和设备技术,现在国内大型交流电弧炉墙的使用寿命一般,200,次左右，经过冷热修补底的使用寿命达到了一万炉次以上。耐火材料消耗多为,48,kg/t,。,对于直流电弧炉炉墙与交流电弧炉的使用寿命基本上相同，但炉底就复杂