首钢：鱼雷罐用耐火材料的应用
2010-07-27 08:52 来源： 我的钢铁
摘 要 介绍了首钢不同地区鱼雷罐用耐火材料从材质、砌筑方式、使用寿命等方面的变化，通过新型鱼雷罐砖的应用，显著提高了鱼雷罐的使用寿命，并结合试验所做的一些工作，提出了提高鱼雷罐使用寿命的建议。
关键词 鱼雷罐，使用寿命，建议
首钢“一业三地”的铁水从炼铁厂的高炉运送至炼钢厂的主要运输工具是260t鱼雷罐。由于“三地”(北京、首秦、迁安)的入炉炉料、铁水温度、炉渣成分、运输距离等的差异，鱼雷罐砖的使用寿命也有较大的差异。特别是北京厂和迁安厂，由于渣黏度低，出铁温度高，储铁时问长，鱼雷罐砖的使用寿命最低。为此，根据炉渣成分，从Al2O3-SiC-C砖的侵蚀机理入手，针对使用条件变化及不同部位损毁特点，结合国内外的技术研究，对鱼雷罐耐火材料进行了改进，并取得明显效果。
1 鱼雷罐耐火材料的发展
首钢鱼雷罐内衬材质以Al2O3-SiC-C为主，不同部位的质量有所不同。在2005年之前，鱼雷罐砖分为冲击区、柱环、锥环三档，使用统一的转罐分步进行砌筑。首秦厂、北京厂鱼雷罐砖的使用寿命均能达到800次，迁安厂刚刚投产，效果不作比较。2005年～2006年，由于高炉入炉原料改变，生产节奏加快，出铁温度、炉渣成分等出现很大变化，北京厂鱼雷罐砖的使用寿命大幅下降，仅500次左右，迁安厂鱼雷罐砖的平均使用寿命也不到700次，而首秦厂鱼雷罐砖的使用寿命超过900次。2007年以后，研制的新型Al2O3-SiC-C-氮化物砖在抗氧化性、抗渣侵蚀性、抗热震性及机械强度上有了明显的提高。同时按照渣区、铁区、顶部分别生产和砌筑，在北京厂鱼雷罐上使用取得了较好的效果，并把这种经验推广到其他两厂，同样取得了明显的效果。近几年首钢鱼雷罐具体的使用情况见表1。
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2 鱼雷罐用耐火材料的应用
2.1 不烧Al2O3-SiC-C砖的应用
从1995年～2004年，北京厂鱼雷罐用不烧Al2O3-SiC-C砖以刚玉、碳化硅、铝矾土及石墨为主要原料，加入部分添加剂和抗氧化剂，以热固性酚醛树脂作结合剂，经高压成型后热处理制得，其使用寿命一直稳定在900次左右。2004年首秦厂建成投产，2005年迁安厂建成投产，均采用北京厂鱼雷罐的模式，即整套鱼雷罐砖分3部分构成：罐底冲击区采用复合砖，柱环用非复合砖，锥环及端头用P型砖。不烧Al2O3-SiC-C砖理化指标见表2。
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2.2 新型Al2O3-SiC-C-氮化物砖的应用
为提高制品使用寿命，新型Al2O3-SiC-C-氮化物砖针对提高制品的抗渣侵蚀性、抗氧化性和抗热震性，采取以下主要措施：
(1)提高原料档次。尤其是提高基质部分原料的纯度，减少杂质成分，减少在出铁温度较高时渣与衬砖反应形成低熔物的机会。
(2)合理加入抗氧化剂。试验中新增加了抗氧化剂的种类，合理调节抗氧化剂加入量，使制品的抗氧化性大大提高。
(3)选用复合添加剂。引入低膨胀系数的添加剂，提高了制品的抗热应力能力和抗热震性。
(4)提高制品物理性能。合理调节颗粒级配，使堆积更加合理，提高制品致密度，减少气孔；同时加强制品的成型控制，达到制品的致密化。
与原Al2O3-SiC-C砖相比，制备的新型Al2O3-SiC-C-氮化物砖在抗氧化性、抗渣侵蚀性、抗热震性及机械强度上有了明显的改进和提高。按照渣区、铁区、顶部分别生产和砌筑，在北京厂鱼雷罐上使用取得了较大的提高，并推广于迁安厂鱼雷罐上使用，寿命也有了明显的提高。新型Al2O3-SiC-C-氮化物砖理化指标见表3。
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3 提高首钢鱼雷罐砖使用寿命的建议
3.1 改善砌筑泥浆的质量
砌筑泥浆材质与新研制的Al2O3-SiC-C-氮化物鱼雷罐砖的近似，并调整泥浆临界粒度，提高原料纯度和抗氧化剂比例，确保泥浆使用过程中不收缩、不氧化，同时，保证施工的和易性、保水性等。
3.2 防氧化涂层的应用
鱼雷罐砌筑后经过约1000℃烘烤、冷却后，观察到砖表层大约有10～30mm的氧化脱碳层，这就加快了鱼雷罐砖的损毁。试验采用蜡石、长石等低温材料，以无机结合剂配制，混合成一定黏度的涂料，在新罐砌筑完后，在砌筑砖的表面进行刷涂，烘烤期间没有发生物料分层和剥落流淌现象。使用初期进行热检，柱环、锥环和冲击区以及罐口部位都没有发现任何剥落现象。
3.3 加强质量控制和砌筑施工管理
鱼雷罐砖生产过程要严格控制，精确配料，加强制品尺寸检查，对出窑产品进行超声波探伤，避免缺陷产品的使用。砌筑施工时，尽量减小泥缝，泥浆饱满，减少重缝率，砌筑规范，保证砌筑质量。
3.4 鱼雷罐运行期间定期检修
鱼雷罐的定期检修对延长鱼雷罐的使用寿命非常重要，如北京厂对罐口过铁处的挖补，迁安厂对冲击区的修补，首秦厂对罐口、冲击区的喷补等都对延长鱼雷罐的使用寿命起到非常有益的作用。
4 结论
(1) Al2O3-SiC-C-氮化物砖在首钢“一业三地”鱼雷罐上的应用是可行的，材质的改进与提高必须紧密结合鱼雷罐的使用环境。
(2)鱼雷罐使用寿命的提高是一个综合性的课题，从耐火砖的制作、砌筑泥浆的质量、施工质量、烘烤制度、定期维护、检修等相关环节都需高度重视。
摘自《耐火材料》2009年10月第43卷第5期
作者 徐汝香 王鹏宇（首钢耐材炉料公司）
编辑 蔚金哲 021-26093241
