鐵合金搖包及精煉爐節(jié)能型永久襯技術(shù)的探索

發(fā)布時(shí)間：2019-12-17

在傳統(tǒng)的鐵合金搖包及精煉爐耐材砌筑技術(shù)中，工作層耐火磚直接與鋼殼接觸，中間沒有任何安全層和保溫層。此種技術(shù)方式會(huì)造成兩個(gè)問題：①由于工作層外側(cè)沒有安全層，出于安全考慮，工作層耐材無法使用完全，拆爐時(shí)耐火磚必須保留一個(gè)安全長度，這就會(huì)造成資源浪費(fèi)、增加耐材成本。②一般情況工作襯耐火磚導(dǎo)熱率較高，由于沒有保溫層，熱量通過工作襯直接傳導(dǎo)至爐殼，在冶煉期間會(huì)有大量熱能從包殼、爐殼散失，而損失的熱量必然需要消耗其它能源彌補(bǔ)，造成能源浪費(fèi)。

    采用節(jié)能型永久襯技術(shù)可以有效的解決上述兩個(gè)問題。①本技術(shù)提供一個(gè)可以接觸合金熱液使用的安全層，工作襯耐火磚可以使用完全，不用擔(dān)心發(fā)生掉磚或燒損爐殼，増加使用壽命、降低耐材成本、提高安全性能。②本技術(shù)提供一個(gè)低熱導(dǎo)率的絕熱、保溫層，有效降低包殼、爐殼的熱量散失，縮短冶煉時(shí)間，提高金屬錳回收率，降低能源消耗并改善現(xiàn)場操作條件。

鐵合金搖包及精煉爐節(jié)能型永久襯技術(shù)

傳統(tǒng)的鐵合金搖包及精煉爐耐材配置技術(shù)中，工作襯耐材與鋼殼直接接觸，沒有保溫層和安全層，如圖1所示。本技術(shù)提供的節(jié)能型永久襯由一種具有密閉微孔、高強(qiáng)度、高耐火度的澆注料(指標(biāo)見表1)與納米陶瓷纖維板(指標(biāo)見表2)配合組成，如圖2所示。使用時(shí)先在鋼殼內(nèi)側(cè)焊接錨固鉤，然后安裝一層納米陶瓷纖維板，再在纖維板內(nèi)側(cè)施工一層澆注料，待澆注料固化后在內(nèi)側(cè)砌筑工作襯耐火磚。此種節(jié)能型永久襯，不僅具有優(yōu)異的耐高溫性能，而且具有保溫、節(jié)能效果：長期使用后如果出現(xiàn)破損，還可以采用修補(bǔ)技術(shù)進(jìn)行修復(fù)，延長使用壽命。

節(jié)能型永久襯技術(shù)與傳統(tǒng)砌筑方法的比較

2.1耐材成本和安全性的比較

鐵合金搖包及精煉爐在生產(chǎn)過程中為了降低耐材成本大都要追求高爐齡，這就與耐火磚使用末期存在安全隱患的實(shí)際情況相矛盾。在實(shí)際操作中，一般通過測量鋼殼溫度和以往經(jīng)驗(yàn)來判斷是否下線，受現(xiàn)場條件影響，這兩種方法并非完全準(zhǔn)確;出現(xiàn)的漏包、穿爐事故也大都由于判斷失誤而發(fā)生，為了保障安全，鐵合金搖包及精煉爐工作層耐材，一般需要保留50?200mm的安全厚度，這部分工作層耐材并沒有起到應(yīng)有的作用便被廢棄掉，造成耐材成本升高和資源浪費(fèi)。本技術(shù)提供的永久層燒注料可以接觸合金熱液使用，采用本技術(shù)后工作層耐火材料不必保留安全厚度、可以完全使用，提高耐材壽命、降低成本：操作人員的工作難度也大幅度降低，從根本上杜絕了由于掉磚引起的漏包、穿爐事故。根據(jù)目前試驗(yàn)的數(shù)據(jù)來看，采用永久襯技術(shù)可使鐵合金搖包工作襯耐材壽命提高約10%?15%，精煉爐工作襯耐材壽命提高約5%?10%。采用永久襯后如果需要保證容積，可以縮短工作層耐火磚長度，在壽命相同的情況下，可使耐材用量降低15%左右。

2.2節(jié)能、保溫性能的比較

傳統(tǒng)的砌筑方法工作襯耐火磚與鋼殼直接接觸，而工作襯耐火磚導(dǎo)熱率較高，大量熱能直接傳導(dǎo)至鋼殼散失掉，這些損失的熱量必然需要其它方式彌補(bǔ)，造成能源浪費(fèi);而且散失的熱量會(huì)升高現(xiàn)場溫度，不利于工人健康。本技術(shù)提供的節(jié)能型永久襯，不僅具有優(yōu)異的高溫性能，而且具有保溫、節(jié)能效果。此種永久襯澆注料具有微孔結(jié)構(gòu)，導(dǎo)熱率遠(yuǎn)低于工作襯耐火磚：納米陶瓷纖維板更是具有優(yōu)良的保溫、絕熱效果，兩者配合使用能最大程度減少熱量損失。根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)來看，在相同條件下，鐵合金搖包及精煉爐采用節(jié)能型永久襯技術(shù)比較傳統(tǒng)技術(shù)，鋼殼溫度可以降低50?100℃左右。由于熱量散失減少，鐵合金搖包內(nèi)合金液體溫度會(huì)升高，有助于縮短冶煉時(shí)間、提高金屬錳回收率，增加產(chǎn)能、降低消耗。

2.3使用壽命、成本的比較

傳統(tǒng)方法砌筑的工作層耐火磚在拆爐時(shí)會(huì)掉落，即使部分耐火磚殘余厚度較多，掉落后也要按照廢磚處理。采用本技術(shù)后工作襯耐材得到了最大程度的使用，而永久襯澆注料是一個(gè)具有高強(qiáng)度的整體結(jié)構(gòu)，拆爐時(shí)不會(huì)掉落，可以多次使用。根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，一套永久層澆注料至少可以配合五套工作層耐火磚使用;相比而言具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益。在多次使用后如果永久襯澆注料出現(xiàn)破損，也無需拆除澆注料，可以通過修補(bǔ)技術(shù)，只需要少量材料即可實(shí)現(xiàn)修復(fù)，再次使用。本種澆注料雖然價(jià)格高于工作襯耐火磚，但由于其長壽命和可修復(fù)的特性，其單次耐材成本更低，更具有經(jīng)濟(jì)效益。

結(jié)語

鐵合金搖包及精煉爐采用節(jié)能型永久襯技術(shù)，可以延長耐材壽命、提高安全性，加強(qiáng)保溫性能、改善現(xiàn)場操作條件，縮短冶煉時(shí)間、提高產(chǎn)能，降低耐材成本;并具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益，建議推廣使用。