呂彥斌（萊蕪鋼鐵集團銀山型鋼有限公司 煉鐵廠,山東 萊蕪 271104）

萊鋼大型高爐用140t鐵水罐長壽實踐

呂彥斌
（萊蕪鋼鐵集團銀山型鋼有限公司 煉鐵廠,山東 萊蕪 271104）

針對KR脫硫?qū)?40噸鐵水罐使用壽命的影響，對鐵水罐內(nèi)襯損傷機理進行深入分析，并采取改變鐵水罐永久層砌筑方式，消除應力對鐵水罐工作層壽命的影響等不利因素，有效延長了脫硫鐵水罐的使用壽命，保證了脫硫鐵水罐的正常周轉(zhuǎn)與生產(chǎn)組織。

KR脫硫；鐵水罐；耐火磚

目前，煉鋼脫硫工藝普遍采用KR脫硫，KR脫硫法雖然脫硫效率較高，脫硫效果也比較好，但此脫硫工藝對140t鐵水罐耐火磚沖刷嚴重，造成內(nèi)襯耐火磚塊狀剝落，且隨著脫硫次數(shù)的增加，剝落范圍逐漸擴大，對鐵水罐的正常使用帶來隱患。經(jīng)過對KR脫硫工藝的研究，采取攻關改進措施，延長了脫硫鐵水罐的使用壽命。

1　萊鋼140t鐵水罐罐壁耐火磚損傷機理分析

（1）脫硫工藝因素。KR脫硫攪拌器在鐵水液面下2.2m左右做高速旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)過程中帶動鐵水旋轉(zhuǎn)，造成鐵水罐工作層襯磚受到鐵水的高速沖刷，不僅造成罐壁耐火磚局部剝落，而且造成磚縫耐火泥逐漸脫落而出現(xiàn)鉆鐵現(xiàn)象。

（2）脫硫劑因素。KR脫硫劑主要成份為CaO與CaF2，為堿性材料，鐵水罐內(nèi)襯耐火材料為酸性材質(zhì)，在脫硫過程中造成鐵水的渣堿度增加，使耐火磚中的一些組分分解，加劇了對工作層耐火磚的侵蝕和滲透，導致耐火磚損毀。

（3）應力因素。在鐵水罐翻鐵后周轉(zhuǎn)過程中，內(nèi)襯耐火磚溫度逐漸下降，此時耐火磚之間因冷卻而產(chǎn)生拉應力；冷罐或倒空后冷卻時間過長的鐵水罐重新裝入鐵水時，內(nèi)襯耐火磚之間會產(chǎn)生熱應力，在應力的作用下，導致耐火磚出現(xiàn)裂紋現(xiàn)象，在KR脫硫過程中，因鐵水的旋轉(zhuǎn)沖刷而造成耐火磚局部剝落。

（4）鐵水罐在砌筑過程中，由于砌筑工藝不合理，造成內(nèi)襯結構不緊密，砌筑之后整體性差，KR脫硫過程中易出現(xiàn)掉磚、磚縫鉆鐵的現(xiàn)象，對鐵水罐的使用壽命造成一定的影響，情況嚴重時會造成鐵水罐漏鐵事故。

2　改進措施

2.1工作層耐火磚與耐火泥材質(zhì)改進

KR脫硫鐵水罐的工作層耐火磚采用Al2O3-SiC-C質(zhì)耐火磚，Al2O3-SiC-C質(zhì)耐火磚具有耐高溫、強度高、硬度大、耐侵蝕韌性好的優(yōu)良特性，同時，SiC在高溫狀態(tài)下，磚表面的SiC氧化形成SiO，呈玻璃狀態(tài)，在磚的表面形成粘稠性的玻璃，防止進一步氧化，另處，SiO與Al2O3在高溫狀態(tài)下反應生成莫來石，SiO與莫來石沉積在空隙中使磚的結構更加致密，提高了耐火磚的高溫機械強度及抗氧化能力，能夠滿足KR法脫硫的需要。

2.2消除應力對鐵水罐內(nèi)襯耐火材料的損傷

（1）為降低應力對鐵水罐壽命的影響，采用熱罐處理工藝，而打水冷卻是熱罐處理的關鍵所在，標準如下：

1）冷卻時要重點在渣鐵與罐磚結合處打水，保證渣鐵與罐磚在冷水的作用下迅速分離。

2）打水冷卻過程中，要注意觀察，當渣鐵與罐體內(nèi)襯渣線帶結合處有蒸汽溢出時，則為渣鐵與罐磚已分離，此時應立即停止該部位打水而更換其他結渣部位繼續(xù)打水。

（2）因鐵水罐耐火磚在受熱過程中其長度和體積隨溫度升高而增大，對內(nèi)襯的整體性產(chǎn)生破壞，如在砌筑過程中耐火磚之間耐火泥較少，就會因耐火磚的膨脹作用而加劇應力對耐火磚的破壞。為起到調(diào)節(jié)應力的作用，磚縫之間的耐火泥要確保飽滿均勻，泥漿厚度小于1mm。

2.3永久層采用整體澆注技術

（1）KR脫硫鐵水罐原永久層由粘土磚砌筑的方式改為整體澆注方式，因澆注料具有良好的整體性和材質(zhì)均勻性，并可以改善襯體的抗熱沖擊能力，其良好的體積穩(wěn)定性也減輕了永久層在工作時因體積變化引起的收縮與膨脹，使襯體與鐵水罐金屬殼體的結合狀況進一步改善，如表1所示。

表1　KR脫硫鐵水罐永久層澆注料理化指標

（2）實施方案：1）在進行澆注過程中，在鐵水罐內(nèi)放入模具，在模具與鐵水罐鋼殼間進行澆注。因模具表面光滑，易脫模，無論在澆注過程還是在脫模過程都不會對澆注體造成損壞。澆注時，用振動棒插入澆注料中進行振動，確保均勻布料，保證澆注料更加緊密，提高其結合強度；振動時，不得在一點長時間振動而致使顆粒偏析；液面不平時，可適當延長振動時間，以表面泛漿無氣泡冒出為準，澆注完成后在均勻振動5~8min；2）工作層最上一層耐火磚要與罐沿之間保持＞300mm，此段全部用澆注料進行澆注，以提高罐口耐材的整體性，減輕頻繁鉤罐對罐口耐材的損壞；3）澆注完成后，自然干燥24h，再按照140t鐵水罐烘烤曲線表要求進行烘烤。由于140t鐵水罐工作層耐火磚為Al2O3-SiC-C磚，體積密度大，烘烤初期升溫速度要慢，并在300℃和600℃時設保溫期。

3　結論

通過對140t鐵水罐內(nèi)襯損傷機理進行分析并攻關后，提高了140t鐵水罐的使用壽命，延長了脫硫鐵水罐的運行周期，保證了140t鐵水罐能更好的滿足高爐正常生產(chǎn)的需要。

[1]錢之榮,范廣舉.耐火材料實用手冊[S].冶金工業(yè)出版社,1996:33-37.

[2]林宗壽,李凝芳,趙修建等.無機非金屬材料工學[M].武漢工業(yè)

大學出版社,1999:378-384.