滑板擋渣系統(tǒng)中耐火材料的組成

 

       轉爐出鋼采用滑板擋渣是當今國際***進的方法之一，也是難度***大的擋渣技術;采用轉爐滑板擋渣技術， 系統(tǒng)耐火材料主要由出鋼口磚、內(nèi)水口磚、上滑板、下滑板、外水口磚等五大耐火元件構成，轉爐滑板是滑板擋渣技術應用的***關鍵部件之— 。 由出鋼口 、內(nèi)水口、滑板磚及外水口磚內(nèi)孔形成出鋼通道，而通過下滑板的移動開閉實現(xiàn)擋渣功能。 常規(guī)的滑板擋渣系 統(tǒng)耐火材料結構如圖1所示。

 

耐火材料應用存在的主要問題

 

       國內(nèi)轉爐擋渣技術總體尚處于起步階段，相關應用的耐材和設備、更換操作技術還需不斷***和優(yōu)化，目前制約該技術發(fā)展的主要耐火材料問題及不足之處有以下幾個方面。

 

       2.1 滑板壽命相對偏低

       目前國內(nèi)轉爐滑板的材質(zhì)多選擇鋁鋯碳質(zhì)，作為鋼包滑板材質(zhì)而言，其強度高，抗熱震性好，抗沖刷和抗侵蝕性優(yōu)良;但對于轉爐滑板擋渣技術而言,滑板使用壽命偏低，只能穩(wěn)定在10~14爐之間，基本為每班更換1次，機構更換次數(shù)相對頻繁，在一定程度上不能適應轉爐快節(jié)奏煉鋼生產(chǎn)的需要，同時也增加了工人的勞動強度。

 

       2.2 出鋼口壽命有待進一步提升

       出鋼口壽命是轉爐滑板擋渣技術的重要指標之一，由于頻繁經(jīng)受高溫鋼水和高氧化性爐渣的直接侵蝕和劇烈沖刷，加之急冷急熱的作用致使出鋼口極易損壞。其壽命的長短直接影響到轉爐冶煉周期、煉鋼生產(chǎn)率和擋渣效果，進而影響鋼質(zhì)量。出鋼口的完好度直接控制著轉爐下渣量,并對合金收率及下步精煉處理(LF，RH等)工序帶來直接影響。

       目前使用壽命可穩(wěn)定在90~110爐之間，但很難突破更高使用壽命的瓶頸，核心問題點主要在于出鋼口與內(nèi)水口磚結合部位為通過火泥粘結的平面或子母口接觸形式，接觸部位為面面接觸,使用中空氣滲入接觸面的幾率較大。由于多次更換時造成的接觸面的氧化、疏松和剝落，尤其是出鋼口與內(nèi)水口接觸部位(端頭C磚)因需配合多套內(nèi)水口磚使用，接觸面氧化疏松的影響更加明顯，出鋼口端頭C磚的服役時間已成為直接決定出鋼口能否使用長壽的關鍵。

 

耐火材料應用問題的改善措施

 

       3.1 ***和優(yōu)化滑板的材質(zhì)及結構，促進使用壽命大幅度提高

       針對目前轉爐滑板材質(zhì)普遍存在的問題，本公司立足于鋼廠實際生產(chǎn)條件，不斷優(yōu)化滑板材質(zhì)，改善滑板的抗氧化性、耐磨性、熱震穩(wěn)定性、抗侵蝕性等綜合性能，先后研發(fā)了鎂碳質(zhì)、鋁碳質(zhì)、鋁鋯碳質(zhì)、鋁鋯碳鑲嵌鋯質(zhì)等材質(zhì)，***終采用鋁鋯碳質(zhì)本體復合鋯質(zhì)鑲嵌環(huán)技術，使滑板的綜合使用壽命大幅度提升，平均壽命由原來的10~16爐穩(wěn)定提升到23~25爐，***高壽命達27爐，處于國內(nèi)***水平(具體數(shù)據(jù)列于表1)。實現(xiàn)了煉鋼廠***更換一次滑板的目標，大大降低了工人的勞動強度，為鋼廠轉爐快節(jié)奏煉鋼工藝的實施提供了有力保證。

 

       3.2 出鋼口整體壽命的改善措施

       轉爐出鋼過程中鋼水經(jīng)由出鋼口到鋼包，在高溫流動的鋼水沖刷下出鋼口耐火材料被逐漸熔損，使出鋼口內(nèi)孔呈“倒喇叭(上口小下口大)”擴孔。由于出鋼口是由套磚和端頭磚(C磚)整體組裝而成，在實際使用過程中出鋼口C磚不能單獨更換，當使用90-110爐后，即使重新更換了內(nèi)水口磚，由于出鋼口C磚“擴孔”大到不能確保與內(nèi)水口磚的安全結合面積,在結合面將存在極高的滲漏鋼水風險，此時就***立即更換整個出鋼口，而轉爐包壁出鋼口的其他套磚還可繼續(xù)使用。由此帶來的問題是出鋼口綜合壽命大大降低，不僅增加了出鋼口的更換頻率，影響正常的生產(chǎn)組織和產(chǎn)能的發(fā)揮,而且增加了出鋼口耐火材料的使用成本。

       新型設計將整體結構的C磚改為可組合結構，在“擴孔區(qū)域”采用可以單獨更換的更換體(碗磚)。采用新型結構的出鋼口C磚，出鋼口C磚“擴孔”大到不能確保與內(nèi)水口磚的安全結合面積時,采用單獨更換出鋼口C磚的組合體一碗磚，由此確保出鋼口C磚與內(nèi)水口磚安全結合面積，并實現(xiàn)出鋼口壽命的延續(xù)提升，提升幅度為20%~40%。此舉有效提高了出鋼口在線使用壽命，由原約90~110爐提升至120~140爐，并大幅提升了該部位的澆鋼安全系數(shù)。出鋼口C磚的具體設計說明示于圖2。

 

結論

 

       1)通過對轉爐擋渣滑板關鍵技術的持續(xù)創(chuàng)新,本公司滑板擋渣技術國內(nèi)外市場競爭能力不斷增強，成功進入德國SLAZGITTER.A.G、首鋼(遷安)等國內(nèi)外多家200t以上的大中型轉爐擋渣技術重點應用市場。 使用效果良好，出鋼時間穩(wěn)定在6~8min，平均壽命達到23爐以上，***高壽命達27爐，處于國內(nèi)***水平。

 

       2)優(yōu)化出鋼口與內(nèi)水口磚結合部位端頭C磚的結構設計。出鋼口端頭C磚由原單一整體設計變更為可更換碗磚的組合設計，有效提高出鋼口在線使用壽命，由原約90~110爐提升至120~140爐，降低工人更換出鋼口的頻次，降低勞動強度，并大大提升該部位的澆鋼安全系數(shù)，減少下渣量，降低煉鋼耐材綜合消耗。