采用剛玉質(zhì)泵送料整體澆注高爐風(fēng)口帶內襯,可根本解決傳統砌筑磚襯的復雜施工、竄氣等 問(wèn)題。這種材料及其施工工藝可普遍應用于高爐風(fēng)口帶檢修,以及新建高爐風(fēng)口帶設計,可在大大提高施工效率的同時(shí),降低修復成本。目前,國內某些高爐檢修,風(fēng)口帶澆注已延伸至爐腹、爐腰等部位。
風(fēng)口帶整體澆注優(yōu)勢明顯
新建高爐運行5年以上,風(fēng)口帶及爐內襯材 料會(huì )不同程度的熔蝕,遇到這類(lèi)問(wèn)題,通常會(huì )采用熱態(tài)修復方式快速修復高爐內襯;而風(fēng)口帶內襯,則采取短期停爐整體澆注的方式修復。風(fēng)口帶整體澆注是不定形澆注料應用的典型。其應用環(huán)境甚至比爐缸更為復雜,因此對材料和工藝來(lái)說(shuō),需考慮運行環(huán)境溫度、機械沖刷、化學(xué)侵蝕能因素,一方面靠掛渣保護工作襯,另一方面需 要材料具備最優(yōu)良的性能。
風(fēng)口帶內襯檢修,通常采用組合磚砌筑和整體澆注這兩種方案。前者通常用于新建高爐風(fēng) 口帶設計,后者則常用于中修過(guò)程風(fēng)口帶修復。近幾年,新建高爐也普遍采用整體澆注方式設計 風(fēng)口帶內襯,源于以下幾個(gè)方面的原因:
一是風(fēng)口組合磚,預制周期長(cháng),且需要預砌,加工難度大;
二是風(fēng)口組合磚,磚型設計相對復雜,砌筑 困難,容易出現砌筑偏差,造成后期開(kāi)爐竄氣;
三是風(fēng)口組合磚材料,并不能形成有效的渣鐵黏滯層,上沿磚襯使用壽命較短。
風(fēng)口帶整體澆注施工一般都采用剛玉碳化硅質(zhì)泵送澆注料,通過(guò)支模澆注方式修復風(fēng)口內襯,全部施完工僅需24h。其優(yōu)勢在于以下三點(diǎn):
第一,采用剛玉碳化硅質(zhì)材料,具有較強的抗渣鐵侵蝕性能,且具備優(yōu)良的導熱性,有助于 風(fēng)口帶形成穩定黏滯層保護;
第二,整體澆注風(fēng)口帶,沒(méi)有竄氣縫隙,可解決開(kāi)爐竄氣問(wèn)題;
第三,澆注體熱面,在風(fēng)口套周圈設置膨脹空間,一方面提供檢修“退套”空間,另一方面也解決了澆注體膨脹問(wèn)題。
風(fēng)口帶澆注料變革求新
風(fēng)口帶澆注料是一種溶膠結合材料,由剛玉與碳化硅按合適的比例組成,是傳統剛玉莫來(lái)石質(zhì)組合磚的革新。多組試驗表明,材料具備優(yōu)異的抗渣鐵侵蝕性能。
另外,材料具備較好的導熱性,導熱系數5W/K·m左右,在風(fēng)口回旋區2000℃條件下,可以形成一定厚度的渣鐵黏滯層,保護內襯運行。高爐實(shí)際運行過(guò)程,通過(guò)熱流通量對比,可驗證該材料使用效果。風(fēng)口帶內襯,受高溫、化學(xué)侵蝕、機械沖撞等因素,在運行中后期全靠掛渣保護風(fēng)套, 因此風(fēng)口帶澆注料抗熱震和磨損性能至關(guān)重要。 采用溶膠結合材料,將微粉和結合劑的作用在高溫段充分發(fā)揮,更能有效提高材料抗沖刷、抗侵蝕能力。
風(fēng)口帶澆注料在工業(yè)應用初期,曾出現高溫膨脹頂風(fēng)口套情況,導致設備檢修過(guò)程退套難度大、風(fēng)口套上翹、無(wú)法安裝等現象。通過(guò)調整材料內部成分組成,形成塑性相吸收熱膨脹,施工過(guò)程設置膨脹空間,解決了該膨脹問(wèn)題。
風(fēng)口帶澆注過(guò)程,包括風(fēng)口帶清理、冷卻壁表面處理、模具支設計澆注體養護與烘烤等等。
風(fēng)口帶澆注膨脹難題迎刃而解
風(fēng)口帶整體澆注技術(shù)最初應用于高爐快速檢修,開(kāi)爐以后出現竄氣或者無(wú)法“退中套”的問(wèn)題,這是澆注過(guò)程未妥善處理材料膨脹的原因。這兩種情況,分別來(lái)源于下列兩點(diǎn):
第一,中套與澆注料之間不留膨脹縫,則會(huì )出現澆注體膨脹“頂風(fēng)套”的問(wèn)題,風(fēng)套上翹,造成“退套”過(guò)程困難,再安裝后又會(huì )出現竄氣;
第二,中套與澆注料之間設置膨脹縫,若膨脹縫設置方式不合適,則會(huì )出現開(kāi)爐以后風(fēng)口帶 竄氣問(wèn)題,這種情況為最常見(jiàn)問(wèn)題。
針對以上問(wèn)題,常見(jiàn)的解決方案是:采用石棉繩纏繞風(fēng)口中套或者采用陶瓷纖維毯包裹風(fēng)口中套等方式抵消澆注體膨脹,再采用中套頂端 堵料+冷面壓漿的辦法,解決風(fēng)口帶竄氣問(wèn)題。 而前文所說(shuō),材料自身具有金屬相吸收膨脹,因此風(fēng)口帶澆注技術(shù)已較為成熟,目前已經(jīng)徹底解決材料膨脹帶來(lái)的各種問(wèn)題。
技術(shù)應用范圍不斷拓展
高爐風(fēng)口帶整體澆注技術(shù)的應用,推廣至爐缸整體澆注,近幾年普遍應用于各大中小高 爐檢修。而高爐不放殘鐵檢修過(guò)程,重點(diǎn)則是風(fēng)口帶澆注修復。檢修周期較短,采用這種短 平快的檢修方式,高效且長(cháng)壽。以下列舉兩種拓展應用:
一是新建高爐風(fēng)口帶澆注。近兩年國內小高爐產(chǎn)能的整合,新建很多大中型高爐。高爐風(fēng)口帶內襯選材,不再單一采用傳統砌筑模式。鐵口組合磚、風(fēng)口組合磚越來(lái)越多被整體澆注取代。實(shí)踐驗證,整體澆注效果更適合新高爐設計。
二是爐腹和爐腰澆注。對高爐檢修而言,風(fēng)口帶澆注完畢后,可進(jìn)一步澆注至爐腹甚至爐腰部位。采用冷卻壁預掛渣皮材料澆注爐腹爐腰段冷卻壁,連接風(fēng)口回旋區,使用效果更好。近些年新建高爐較多,大型高爐一般采用爐缸砌筑碳磚+陶瓷杯整體澆注+風(fēng)口帶整體澆注+爐腹 爐腰預制澆注+爐身噴注方式,即全工作層采用不定形澆注料整體澆注,延長(cháng)工作襯使用壽命,且在搶修過(guò)程易修補,快速復產(chǎn)。
綜上所述:高爐風(fēng)口帶整體澆注技術(shù),已普遍應用于高爐檢修及新建高爐風(fēng)口帶造襯。
生產(chǎn)實(shí)踐證明,風(fēng)口帶整體澆注從根本上解決了傳統砌筑磚襯的復雜施工、竄氣等問(wèn)題;風(fēng)口帶澆注材料經(jīng)過(guò)不斷研發(fā)改進(jìn),更適合風(fēng)口區運行環(huán)境,更長(cháng)壽;新建高爐風(fēng)口帶造襯,經(jīng)過(guò)綜合對比,越來(lái)越多選用整體澆注方式造襯;風(fēng)口帶整體澆注+爐腹爐腰預掛渣皮整體澆注的應用,更能有效延長(cháng)高爐內襯運行壽命,有助于高爐長(cháng)壽。(北京聯(lián)合榮大工程材料股份有限公司專(zhuān)家組)