攀钢主沟改贮铁式.doc

长兴煤山新型炉料有限公司攀钢贮铁式主沟交流材料二一二年三月目 录企业及产品介绍1攀钢主沟改贮铁式相关分析及措施6出铁场浇注料施工说明14长兴煤山新型炉料有限公司企业及产品介绍一、企业概况长兴煤山新型炉料公司属股份制企业，座落在美丽的太湖之滨-煤山工业开发区。地处苏、浙、皖三省交界处，公路、铁路相连，四通八达，交通十分便利。公司现有员工145人，其中19人专职从事新产品研发、已有产品技术更新工作。占地3万多平方米，固定资产总额5800万元，年产各种耐材制品近3万吨，2011年度销售额约2.1亿元。公司员工素质普遍较高，成为正式职工前均需进行技术考核和厂前培训。车间工艺装备完善，并用严格的理化检测对产品生产过程进行质量控制。二、产品介绍本公司主要生产冶金和石化行业的特种耐火材料和不定型耐火材料，具体品种有：Al2O3-SiC-C系列制品、高铝质制品、莫来石制品、铝镁尖晶石制品和各种高科技浇注料。炼铁领域用耐材有：Al2O3-SiC-C质和Al2O3-MgO质浇注料、各种规格的预制件、免烘烤捣打料、修补料等；炼钢领域有：钢包浇注料、转炉大面积修补料、中间包干式振动料等。产品广泛应用于宝钢、攀钢、太钢、武钢等20多家大中型钢铁企业。三、生产能力及检测设备浇注料生产设备：JW-250A、TW-500强制式搅拌机、粉料混合机。捣打料、炮泥生产设备：LNX-800行星式轮转混碾机。定形制品生产设备： 1200吨压机、 7.5KW液压机、高温窑等。检测设备：NRJ-411A型水泥胶砂搅拌机、SX-12-17箱式电炉、NYL-600型压力试验机、DKZ-5000型电动抗折试验机、NSKC-1A离心式光透射粒度测定仪、回转抗渣炉等。四、企业所获殊荣浙江省高新技术企业、湖州市明星企业、长兴县重点骨干企业；连续五年被评为重合同守信用单位；2002年通过ISO90001:2000质量体系认证；2002年高炉炉前脱硅摆动流嘴浇注料被评为国家级新产品；2004年高炉长寿命主沟浇注料被评为国家级新产品； 2007年高炉主沟综合型自流浇注料被评为国家级新产品； 2008年脱锰摆动流嘴浇注料被评为国家级新产品；2009年主沟通铁量在武钢炼铁厂不修补一次性达到21.88万吨。2010年为宝钢corex炉研发出高通铁量主沟快干浇注料。2011年和宝钢合作研发出焦炉炉门整体预制件。五、出铁场耐材使用量情况宝钢股份中厚板公司corex3000：主沟快干浇注料2800吨；摆动流嘴浇注料260吨。宝钢集团梅钢公司3200m3高炉：主沟浇注料2950吨； 摆动流嘴浇注料300吨。武钢3200m3高炉、3800m3高炉：主沟自流浇注料5300吨；摆动流嘴浇注料780吨。太钢4350m3高炉：主沟浇注料3400吨；摆动流嘴浇注料330吨。攀钢主沟改贮铁式相关分析及措施一、免烘烤料面临淘汰免烘烤捣打料采用酚醛树脂作为结合剂，在施工和使用过程中会分解释放出含有苯酚、甲醛等毒性物质的有害气体，对环境的污染比较严重。此外，免烘烤捣打料沟衬需要频繁的修补，炉前劳动强度高，容易发生钻渣、渗铁等事故。随着节能减排和环境保护的加强，捣打料结合体系本身的缺点越发明显，因此捣打料已不能满足高炉安全冶炼和环保的需要。二、几种高炉主沟形式的对比1、贮铁式贮铁式主沟在出铁时和出铁间隔时间内铁沟内总是储存大量的铁水（沟内积存有300500mm的铁水层），因此铁沟内的耐火材料所处温度环境相对恒定，大大改善了耐火材料的急冷急热环境，延长了耐火材料的寿命。由于贮铁式铁沟内总是残存大量铁水，因此，当高炉出铁时，从出铁口流出并以抛物线形式快速落下的铁水，所形成冲击沟底的巨大冲击力被贮存在沟底的铁水缓冲，极大地减轻了铁水对铁沟耐火材料的冲刷，有效地保护了主沟冲击区的耐火材料。贮铁式的主沟坡度为0.5%-1.5%，较半贮铁式（主沟坡度：3%）和干式（主沟坡度：4%-6%）要小，因此铁水在铁沟中停留时间大大延长。这种形式出铁沟能更有效地分离渣和铁水。由于铁水携带的渣最少，因而出铁沟和铁水包所受的渣蚀较轻。减少了频繁的修沟、清渣作业，减少了炉前劳动量，改善了炉前作业环境，减少了固体废弃物的排放，有利于环保。2、半贮铁式半贮铁式的铁水冲击区约有100-200mm的铁水层。因贮铁量少，主沟前部内衬暴露在空气中，易遭受渣铁冲刷和空气氧化，要求铁沟料耐磨性和耐氧化性增强。3、干式干式的主沟坡度大，出铁后沟内贮铁量很少，只在砂口内存有少量铁水。主沟内衬大部分暴露在空气中，温度变化很大，耐急冷急热性和耐氧化性下降，主沟寿命非常低。4、综合对比高炉出铁沟最容易损坏最严重的部位是主沟。贮铁式的沟底损坏小于沟壁，半贮铁式的沟底和沟壁损坏速度几乎同步，干式的沟底损坏大于沟壁。三、钒钛冶炼高炉的主沟损坏机理钒钛矿冶炼难度大，高炉渣粘性大，对出铁场沟料的侵蚀机理有着特殊性，耐火材料上容易粘渣，清渣工作量大，而且在清渣的过程中容易造成耐火材料的机械损毁。1、钒钛渣和普通高炉渣的矿物组成不同钒钛渣的熔化性温度较普通高炉渣的要高，在冶炼普通矿时，炉渣的实际熔化性温度为1300左右，而高钛渣的熔化性温度要比普通高炉渣高出80100。攀钢高炉渣的矿物组成为：钛辉石、钙钛矿、巴依石（富钛透辉石）、尖晶石、镁黑钛石、铁珠、碳氮化钛、石墨碳、玻璃质等。普通高炉渣主要矿相为：黄长石、钙长石、硅灰石、硅酸钙、玻璃质等。2、损坏机理（1）炉渣的侵蚀在实际生产过程中，为了降低钒钛铁水及炉渣的粘度，增加流动性，同时起到一定的脱硫作用，往往在主沟中加入碳酸钠等碱金属物质，使得炉渣的侵蚀性增强。攀钢高炉冶炼的是钒钛磁铁矿，生成的高炉渣中SiO2含量较高，它对铁沟料侵蚀较严重。在渣/铁沟料界面，富SiO2和CaO渣和细小氧化铝反应形成的钙长石和钙黄长石从耐火材料基质中流失，基质中的氧化铝耗尽后，渣侵蚀转向大氧化铝颗粒。同时，一旦基质被侵蚀，SiC颗粒即松动，进而进入渣中。（2）机械损坏攀钢主沟粘渣有以下几个主要原因：钒钛渣自身熔化性温度高，易结晶；耐火材料中Al2O3向渣中溶解，造成熔渣粘度增加；钒钛铁水、熔渣中的Ti会与沟料中的碳素起反应，生成TiC这一难熔物质（熔点高达2950），极微量的TiC就可以大幅度的提高炉渣的粘度，从而造成粘渣。粘附熔渣很难重新溶解于渣中，而在铁沟材料上越积越厚。攀钢高钛渣较普通高炉渣在温度下降过程中，粘度升高更为明显。当温度从1450下降到1400时，攀钢高钛渣的粘度由0.6Pas升至2.0Pas。而普通高炉渣的粘度只由0.3Pas升至0.4Pas。1450到1400基本上是熔渣从铁口流过主沟这一过程的温降范围。可见，攀钢高钛渣由于熔化性温度比较高，且部分矿物易结晶，的确会使熔渣在温降发生时易于粘附在铁沟材料上。（3）清渣作业为保证铁沟的正常出铁，必须进行清渣作业，在清渣过程中不可避免地会对沟衬造成机械损坏。四、高炉主沟料寿命影响因素1、生产主沟料的原料是影响主沟料使用寿命的重要因素。2、在炼铁操作中，渣反应主要发生在主沟内，尤其是冲刷严重的冲击部位，会造成主沟耐火材料的化学侵蚀及机构冲刷主沟内的38米回漩区域和撇渣器的过铁通道等部位耐材侵蚀较快。3、施工方面对铁沟料寿命的影响也是较大的。攀钢高炉在垫制出铁沟前，先将主沟内衬残余耐火材料清除，再重新垫制出铁沟内衬耐火材料即免烘烤捣打料。若垫沟不致密，或者出铁沟内衬残余耐火材料未清除干净就垫制新的沟料，使用后就会发生分层现象，从而影响沟料的使用寿命。同时，若夯打时不紧密，造成沟内衬气孔率高，密度小，内衬容易损坏乃至迅速损毁，从而降低沟料的使用寿命。4、出铁沟结构的不同，对其铁沟料寿命的影响不同。贮铁式主沟对其沟料的寿命影响较小。五、攀钢主沟改贮铁式1、具体措施（1）利用原有出铁场，在工艺布局不变的基础上，将落铁点区域加深，减小主沟倾角至0.5%-1.5%。（2）主沟沟头位置如果设计了模具，可以直接整体浇注，如果未设计沟头段的模具，应用捣打料将接头填充。（3）在保证不影响炉前正常出铁的前提下尽可能增加耐材厚度。国内的大中型高炉（2000m3以上）贮铁式主沟耐材的沟壁厚650mm（永久层150mm，工作层500mm），沟底600mm（永久层300mm，工作层300mm）。（4）有效控制渣铁液面差。为保证炉前下渣过铁影响高炉正常生产，又要保证主沟寿命，则必须有效控制渣铁液面差，避免因主沟内贮渣过多加快主沟侵蚀。液面差约控制在(18020)mm，在出铁过程中排渣口挡沙坝避免下渣过铁，出完铁后推净沙坝降低渣面保护主沟。（5）新沟制作好或旧沟修补投入使用前严格按烘烤制度进行烘烤，确保新沟投入使用前充分进行物理、化学反应及干燥升温，避免急冷急热发生局部裂纹。（6）加强日常局部小修补。对局部产生裂纹或凹坑的不能因此而影响主沟整体寿命及通铁量，通常采用自流料进行局部修补，有效避免主沟因局部损坏而影响生产。（7）优化放残铁作业。尽量少放残铁，必须放时控制好时间。如不对沟进行制作或修补，规定放残铁必须在出完铁4h以后进行放残铁作业，使主沟内炉渣结牢固渣盖。第一有利于主沟保温减少热震损伤，第二减少主沟内衬同空气接触氧化。放完残铁后尽快通入煤气火进行保温加热。（8）主沟表面检查：白班点检人员对能够直观目测的沟衬关键部位，如铁水落点、沙坝口和小井出口等处的熔损深度、宽度进行实测，并作好纪录。保持沟衬耐材厚度200mm，小井出口底与沙坝底标高差为150200mm。2、目常维护及管理注意事项（1）多存铁少存渣：尽量多存铁，出铁后应尽量推尽沟内的渣子，避免渣子和衬里长时间接触。（2）做好保温工作：主沟应尽量加盖，减轻由于温度变化造成的热震破坏，由于检修等原因主沟停用，放尽残铁后要考虑用煤气火保温。（3）少放残铁：生产中应尽量做到连续过铁，少放残铁，避免氧化及热震损伤，一般来说，放一次残铁，寿命将缩短34天。（4）落实点检制度。细化点检内容，分为班点检、日点检及周点检，统一点检标准及方法。避免了因人不同点检结果不同漏洞，使点检真实可靠，有效指导生产。（5）沟衬熔损判断：沟衬熔损状况，特别是埋在铁水中的沟衬熔损状况，一方面通过渣铁表面沟衬目测和实测，另一方面通过过铁量统计。（6）放残铁操作：出现下列情况主沟内贮铁必须放净。沟衬需要修补时；沟衬熔损程度难以判断时；大于9h不出铁时。另外在维修后新沟开始贮铁时，必须单铁口连出两炉铁，以防止新沟衬耐材吸热造成贮铁凝固。（7）维修时一定要将残渣铁清尽。浇注主沟要比沟周围略低50mm100mm，上面覆盖黄砂，这样能避免清渣铁而损坏主沟。（8）主沟、撇渣器禁止打水，避免急冷急热损坏主沟。六、主沟改贮铁式后的优点1、冲击区始终存有一定量的铁水，避免铁水直接冲击沟底，延长了沟料使用寿命。2、减缓铁水流速，使渣、铁更好地分离，保证铁水质量，减轻炼铁负担。3、由于缓冲了铁水对沟底的直接冲击，减少了飞溅，提高金属收得率，有良好的经济效益。4、减少了频繁的修沟、清渣作业，减少了炉前劳动量，改善了炉前作业环境，减少固体废弃物的排放，有利于环保。5、保证生产节奏，便于炉前生产组织。6、提高了通铁量，改善了炉前的工作环境，降低了工人的劳动强度。7、贮铁式改造后的浇注主沟的寿命可达10万吨以上，是目前免烘烤捣打料的几倍，大幅度地降低了材料消耗，减少了固体废弃物的排放，避免了免烘烤捣打料施工时有害气体的排放，环境效益显著。出铁场浇注料施工说明1、施工前的准备工作 施工应备机具：强制式搅拌机、振动棒、运料机具、烘烤机具等，并检查应备机具运转是否正常。 施工前清理施工器具，模具上的杂物。 施工体清扫干净，沟内的渣铁清理干净，施工中不能夹带入杂物。 模框应严格按照规定的尺寸放置好，并将其固定，严禁模具上浮。安装模具前应在模具工作面涂上一层润滑油。 浇注料模具不宜采用密封型，保持现场周边通风，因为浇注料硬化和烘中烤过程会放热并反应排出气体（本公司生产的浇注料均有增强抗爆性能，掺加了金属铝粉，1吨浇注料在自然养护和烘烤过程中会累计排出氢气量不超过90克左右）。2、新沟制作工艺如沟底部（永久层）厚度超过300mm，应分层浇注，底部永久层必须经烘烤后浇注上一层。浇注料的混辗：a) 浇注料搅拌时加的水必须是自来水，不能是含酸碱等有害物质的水或者工业废水。b)浇注料投放搅拌机干混12分钟，加水混辗35分钟后放料。c) 各类耐材常温加水量分别为：主沟浇注料：4.8%5.5%；摆动浇注料：5.0%5.5%；铁沟浇注料：5.0%5.8%；