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炉底捣打料在润忠钢厂90t竖炉电弧炉上的应用蒋志良Application of Bottom Ramming Materialin A 90 t Shaft Arc Furnace at Runzhong Steel Works Jiang Zhiliang(Association of Jiangsu Refractory Industry, Wuxi 214026)以前陆续投产的现代电炉炼钢用炉底材料完全靠进口,主要从奥地利Vcistcher-Radex公司引进,牌号有NN-95,MA-20,NN25和DC25等。1997年辽宁海城华宇耐火材料有限公司研制的新一代炉底捣打料HYDL-85,于1998年9月在江苏沙钢集团润忠钢厂90 t竖式电弧炉上使用,综合单耗为0.30 kg/t,可替代进口材料。1电炉炉底捣打料工艺特点HYDL-85捣打料是用Fe2O3、SiO2、Al2O3含量很低的辽宁海城华子峪矿山产的菱镁石。依据炉底材料生产基本工艺,采用轻烧活化后超细粉磨,配入必要的外加原料,经高压成球和高温煅烧成合成料。由于采用特殊工艺,合成料中的SiO2、Al2O3含量已经达到Veistcher-Radex公司的实物水平。HYDL-85捣打料的烧结机理:在1 250 ,炉底材料的C4F(C4AF)少量熔于方镁石中,而方镁石也少量溶于C2F中形成固溶体。形成有限固溶体者可促进材料烧结,当废钢熔化后C2F分解固溶于MgO中形成RO相,CaO形成富钙液相或析出CaO晶体或同SiO2形成C2S,原始材料由MgO+C2F变成RO+SiL,完成烧结过程。炉底溶蚀作用受时间和温度限制,将是缓慢的,轻微的。而且,这一反应是循环的,当下一炉次炼钢时,与钢水接触,则C2F重新分解,使炉底工作层表面1 mm厚的氧化层在不断地消失与新生循环往复。从化学侵蚀的观点看炉底寿命是适宜的和长寿的。2炉底捣打料化学-矿物组成和物理性能HYDL-85炉底捣打料化学-矿物组成见表1;HYDL-85炉底捣打料物理性能见表2。表1HYDL-85炉底捣打料的化学矿物组成Table 1Chemical and mineral composition of HYDL-85 bottom ramming material名称化学组成/%矿物组成/%MgOCaOFe2O3SiO2Al2O3I.L方镁石(MgO)二钙铁(2CaO.Fe2O3)铁铝酸四钙(4CaO.Al2O3.Fe2O3)硅酸三钙(3CaO.SiO2)方钙石(CaO)86.606.794.670.950.230.41-87.07.41.13.21.3表2HYDL-85炉底捣打料的物理特性Table 2Physical characteristics of HYDL-85 bottom ramming material名称结合特征粒度范围/mm松装密度/g.cm-3使用温度界线/烧后强度/MPa烧后线化率/%1 200 3 h1 600 3 h1 200 3 h1 600 3 hHYDL-85炉底捣打料陶瓷062.51 90013.235.3+0.70-1.80注:HYDL-85炉底捣打料在干燥环境储存一年。3使用跟踪记录沙钢集团润忠钢厂90 t竖炉投产时使用Veistcher-Radex公司生产的MA-20,本次使用的是新一代电炉炉底捣打料HYDL-85。1998年10月17日开始使用,历时46天,冶炼793炉,低碳钢约占13.4%,中碳钢约占21.6%,高碳钢约占65.0%,出钢温度平均1 625 ,冶炼时间平均63 min。1998年11月30日因换修炉墙和炉底透气砖而停炉时,炉底仍然完好。该炉役冶炼了约71370 t钢,消耗HYDL-85捣打料21.3 t,单耗为0.298 kg/t。HYDL-85炉底捣打料在该炉役过程中的现场记录见表3。表3HYDL-85炉底捣打料使用记录Table 3Record for using HYDL-85 bottom ramming material炉次热停后炉况冷修部位用料量/t02号区侵蚀严重,炉门及出钢口处冲蚀明显2号区,炉门及出钢口炉底其它部位1212号区烧结完好,无变化452号区非常光滑,出钢口上部,右侧稍有侵蚀65炉门右侧稍有侵蚀134换出钢口砖0.20.3249炉门左侧坡尖稍有侵蚀出钢口右侧的2号区侵蚀较多换出钢口砖0.23421号、3号区也有侵蚀现象362炉壁侵蚀严重,2号区侵蚀较轻,竖井下方侵蚀严重(原有材料)换炉壁在炉门两侧的镁碳砖用HYDL-85修竖井下方和炉门6363冷却后各部位完整光滑453因设备故障停炉同时换出钢口和局部镁碳砖用HYDL-85填出钢口和炉坡四周顶部2466正常595换出钢口砖0.26252号区下方稍有侵蚀其余正常715换出钢口砖0.27932号区和炉坡完好,出钢口和炉门两侧稍有侵蚀修炉门左侧,换渣线镁碳砖0.5当今国内外现代电炉炉底材料基本上实现了不定型化。炉底长期炉役中采用热补和冷修,很少采取全拆全修方法。炉底材料单耗由热补和冷修用料量、产钢量计算出,本次使用的HYDL-85捣打料基本上是冷修。整个炉役过程中,采用HYDL-85捣打料捣制炉底情况如图1所示。图1采用HYDL-85材料捣制炉底示意图Fig.1Schematic of rammed bottom using HYDL-85 material in a furnace campaign该炉役使用HYDL-85捣打料21.3 t。冷修6次,其中换出钢口砖3次,2号热点区全炉役中间没有冷修过。4结语江苏沙钢集团润忠钢厂,使用国产新一代炉底捣打料HYDL-85,构筑现代电炉炉底
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