莱钢大型高炉用140t铁水罐长寿实践

2015-07-26吕彦斌莱芜钢铁集团银山型钢有限公司炼铁厂山东莱芜271104

山东工业技术 2015年5期

关键词：内衬水罐铁水

吕彦斌（莱芜钢铁集团银山型钢有限公司炼铁厂,山东莱芜 271104）

莱钢大型高炉用140t铁水罐长寿实践

吕彦斌
（莱芜钢铁集团银山型钢有限公司炼铁厂,山东莱芜 271104）

针对KR脱硫对140吨铁水罐使用寿命的影响，对铁水罐内衬损伤机理进行深入分析，并采取改变铁水罐永久层砌筑方式，消除应力对铁水罐工作层寿命的影响等不利因素，有效延长了脱硫铁水罐的使用寿命，保证了脱硫铁水罐的正常周转与生产组织。

KR脱硫；铁水罐；耐火砖

目前，炼钢脱硫工艺普遍采用KR脱硫，KR脱硫法虽然脱硫效率较高，脱硫效果也比较好，但此脱硫工艺对140t铁水罐耐火砖冲刷严重，造成内衬耐火砖块状剥落，且随着脱硫次数的增加，剥落范围逐渐扩大，对铁水罐的正常使用带来隐患。经过对KR脱硫工艺的研究，采取攻关改进措施，延长了脱硫铁水罐的使用寿命。

1　莱钢140t铁水罐罐壁耐火砖损伤机理分析

（1）脱硫工艺因素。KR脱硫搅拌器在铁水液面下2.2m左右做高速旋转，旋转过程中带动铁水旋转，造成铁水罐工作层衬砖受到铁水的高速冲刷，不仅造成罐壁耐火砖局部剥落，而且造成砖缝耐火泥逐渐脱落而出现钻铁现象。

（2）脱硫剂因素。KR脱硫剂主要成份为CaO与CaF2，为碱性材料，铁水罐内衬耐火材料为酸性材质，在脱硫过程中造成铁水的渣碱度增加，使耐火砖中的一些组分分解，加剧了对工作层耐火砖的侵蚀和渗透，导致耐火砖损毁。

（3）应力因素。在铁水罐翻铁后周转过程中，内衬耐火砖温度逐渐下降，此时耐火砖之间因冷却而产生拉应力；冷罐或倒空后冷却时间过长的铁水罐重新装入铁水时，内衬耐火砖之间会产生热应力，在应力的作用下，导致耐火砖出现裂纹现象，在KR脱硫过程中，因铁水的旋转冲刷而造成耐火砖局部剥落。

（4）铁水罐在砌筑过程中，由于砌筑工艺不合理，造成内衬结构不紧密，砌筑之后整体性差，KR脱硫过程中易出现掉砖、砖缝钻铁的现象，对铁水罐的使用寿命造成一定的影响，情况严重时会造成铁水罐漏铁事故。

2　改进措施

2.1工作层耐火砖与耐火泥材质改进

KR脱硫铁水罐的工作层耐火砖采用Al2O3-SiC-C质耐火砖，Al2O3-SiC-C质耐火砖具有耐高温、强度高、硬度大、耐侵蚀韧性好的优良特性，同时，SiC在高温状态下，砖表面的SiC氧化形成SiO，呈玻璃状态，在砖的表面形成粘稠性的玻璃，防止进一步氧化，另处，SiO与Al2O3在高温状态下反应生成莫来石，SiO与莫来石沉积在空隙中使砖的结构更加致密，提高了耐火砖的高温机械强度及抗氧化能力，能够满足KR法脱硫的需要。

2.2消除应力对铁水罐内衬耐火材料的损伤

（1）为降低应力对铁水罐寿命的影响，采用热罐处理工艺，而打水冷却是热罐处理的关键所在，标准如下：

1）冷却时要重点在渣铁与罐砖结合处打水，保证渣铁与罐砖在冷水的作用下迅速分离。

2）打水冷却过程中，要注意观察，当渣铁与罐体内衬渣线带结合处有蒸汽溢出时，则为渣铁与罐砖已分离，此时应立即停止该部位打水而更换其他结渣部位继续打水。

（2）因铁水罐耐火砖在受热过程中其长度和体积随温度升高而增大，对内衬的整体性产生破坏，如在砌筑过程中耐火砖之间耐火泥较少，就会因耐火砖的膨胀作用而加剧应力对耐火砖的破坏。为起到调节应力的作用，砖缝之间的耐火泥要确保饱满均匀，泥浆厚度小于1mm。

2.3永久层采用整体浇注技术

（1）KR脱硫铁水罐原永久层由粘土砖砌筑的方式改为整体浇注方式，因浇注料具有良好的整体性和材质均匀性，并可以改善衬体的抗热冲击能力，其良好的体积稳定性也减轻了永久层在工作时因体积变化引起的收缩与膨胀，使衬体与铁水罐金属壳体的结合状况进一步改善，如表1所示。

表1　KR脱硫铁水罐永久层浇注料理化指标

（2）实施方案：1）在进行浇注过程中，在铁水罐内放入模具，在模具与铁水罐钢壳间进行浇注。因模具表面光滑，易脱模，无论在浇注过程还是在脱模过程都不会对浇注体造成损坏。浇注时，用振动棒插入浇注料中进行振动，确保均匀布料，保证浇注料更加紧密，提高其结合强度；振动时，不得在一点长时间振动而致使颗粒偏析；液面不平时，可适当延长振动时间，以表面泛浆无气泡冒出为准，浇注完成后在均匀振动5~8min；2）工作层最上一层耐火砖要与罐沿之间保持＞300mm，此段全部用浇注料进行浇注，以提高罐口耐材的整体性，减轻频繁钩罐对罐口耐材的损坏；3）浇注完成后，自然干燥24h，再按照140t铁水罐烘烤曲线表要求进行烘烤。由于140t铁水罐工作层耐火砖为Al2O3-SiC-C砖，体积密度大，烘烤初期升温速度要慢，并在300℃和600℃时设保温期。