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）

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脫硫對140噸鐵水罐使用壽命的影響，對鐵水罐內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與生產組織。

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，造成內襯耐火磚塊狀剝落，且隨著脫硫次數的增加，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，旋轉過程中帶動鐵水旋轉，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鉆鐵現象。

（2）脫硫劑因素。KR脫硫劑主要成份為CaO與CaF2，為堿性材料，鐵水罐內襯耐火材料為酸性材質，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過程中，內襯耐火磚溫度逐漸下降，此時耐火磚之間因冷卻而產生拉應力；冷罐或倒空后冷卻時間過長的鐵水罐重新裝入鐵水時，內襯耐火磚之間會產生熱應力，在應力的作用下，導致耐火磚出現裂紋現象，在KR脫硫過程中，因鐵水的旋轉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，造成內襯結構不緊密，砌筑之后整體性差，KR脫硫過程中易出現掉磚、磚縫鉆鐵的現象，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改進

KR脫硫鐵水罐的工作層耐火磚采用Al2O3-SiC-C質耐火磚，Al2O3-SiC-C質耐火磚具有耐高溫、強度高、硬度大、耐侵蝕韌性好的優良特性，同時，SiC在高溫狀態下，磚表面的SiC氧化形成SiO，呈玻璃狀態，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，對內襯的整體性產生破壞，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。為起到調節應力的作用，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均勻性，并可以改善襯體的抗熱沖擊能力，其良好的體積穩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的需要。

[1]錢之榮,范廣舉.耐火材料實用手冊[S].冶金工業出版社,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

大學出版社,1999:378-384.