采用刚玉质泵送料整体浇注高炉风口带内衬,可根本解决传统砌筑砖衬的复杂施工、窜气等问题。
这种材料及其施工工艺可普遍应用于高炉风口带检修,以及新建高炉风口带设计,可大大提高施工效率的同时,还可降低了修复成本。
目前,国内某些高炉检修,风口带浇注已延伸至炉腹、炉腰等部位。
新建高炉,运行5年以上,风口带及炉内衬材料会不同程度的溶蚀,一般采用热态修复方式快速修复高炉内衬;而风口带内衬,则采取短期停炉整体浇注的方式修复。
风口带整体浇注是不定形浇注料应用的典型。
其应用环境,甚至比炉缸更为复杂,因此对材料和工艺来说,需考虑运行环境温度、机械冲刷、化学侵蚀能因素,一方面靠挂渣保护工作衬,另一方面材料需具备最优良的性能。
风口带内衬检修,通常有两种方案:组合砖砌筑和整体浇注。
前者通常用于新建高炉风口带设计,后者则常用于中修过程风口带修复。
近几年,新建高炉也普遍采用整体浇注方式设计风口带内衬,源于以下几个方面:一是风口组合砖,预制周期长,且需要预砌,加工难度大;二是风口组合砖,砖型设计相对复杂,砌筑困难,容易出现砌筑偏差,造成后期开炉窜气;三是风口组合砖材料,并不能形成有效的渣铁粘滞层,上沿砖衬使用寿命较低。
风口带整体浇注,采用刚玉碳化硅质泵送浇注料,通过支模浇注方式修复风口内衬,全部施工仅需24h,其具有以下优势:第一,采用刚玉碳化硅质材料,具有较强的抗渣铁侵蚀性能,且具备优良的导热性,有助于风口带形成稳定粘滞层保护;第二,整体浇注风口带,没有窜气缝隙,可解决开炉窜气问题;第三,浇注体热面,在风口套周圈设置膨胀空间,一方面提供检修“退套”空间,另外也解决了浇注体膨胀问题。
风口带浇注料,溶胶结合材料,由刚玉与碳化硅按合适的比例组成,是传统刚玉莫来石质组合砖的改革。
另外,材料具备较好的导热性,导热系数5W/K·m左右,在风口回旋区2000℃条件下,可以形成一定厚度的渣铁粘滞层,保护内衬运行。
高炉实际运行过程,通过热流通量对比,可验证该材料使用效果。
风口带内衬,受高温、化学侵蚀、机械冲撞等因素,在运行中后期,全靠挂渣保护风套,因此风口带浇注料抗热震和磨损性能至关重要。
采用溶胶结合材料,将微粉和结合剂的作用在高温段充分发挥,更能有效提高材料抗冲刷、抗侵蚀能力。
图1为浇注料抗渣铁侵蚀试验结果渣铁混合物在材料里面浸泡7天后,分析横纵剖面,观察试块被浸润情况。
多组试验表明,材料具备优异的抗渣铁侵蚀性能。
图2为 风口带保护性清理图3为风口带浇注效果图4为风口带浇注过渡效果风口带浇注料,在工业应用初期,曾出现高温膨胀顶风口套情况,导致设备检修过程退套难度大、风口套上翘、无法安装等现象。
通过调整材料内部成分组成,形成塑性相吸收热膨胀,施工过程设置膨胀空间,解决了该膨胀问题。
风口带浇注过程,包括风口带清理、冷却壁表面处理、模具支设及浇注体养护与烘烤等等。
作者 |北京联合荣大工程材料股份有限公司专家组