梅山鱼雷罐交流材料

1、鱼雷罐用耐火材料技术方案河南海格尔高温材料有限公司2007年 6月 16日河南海格尔高温材料有限公司简介基本情况我公司专业生产钢铁行业用耐火材料，主要产品有电炉、转炉等使用的镁碳、铝镁碳、铝尖晶石碳质钢包砖、炉衬砖，钢包全功能耐材、滑动水口系列、座砖、透气砖、刚玉莫来石砖、复合棕刚玉砖、不定形耐火材料等系列100 余个品种的高级特种耐火材料，是全国耐火材料主要供应商之一。我公司位于九朝古都洛阳市，始建于1992 年，是国家特种耐火材料研制和生产的骨干企业。公司现有职工500 余人，年生产能力6 万余吨。公司精良的装备、先进的工艺技术、严谨科学的管理体系及当地得天独厚、质地纯正的矿产资源为生产优

2、质耐火材料提供了良好的物质基础。生产设备及检测设备我公司拥有鄂式破碎机、对辊破碎机、大型雷蒙磨、大、中型混砂机等近30 台；不同型号振动成型机8 台； 1000吨、800 吨、630 吨、400 吨等各种型号的压力机20 余台；电窑、隧道干燥窑、超高温窑、高温倒焰窑等烧成设备20 余座，有含碳系列、滑动水口系列、刚玉系列、氮化系列、含锆系列、不定形系列等生产线。我公司中心实验室拥有高温蠕变炉HRY-01 一台、荷重软化温度试验炉 HR-1800 二台、耐火度试验炉 NHD-I 二台、高温抗折仪 HNOR MODEL-2一台、热膨胀仪PZ-1600 一台、显气孔率试验仪一套、重烧试验炉一台、10

3、 吨液压式万能试验机一台、 KZY-500-2 型电动抗折仪一台、 热震稳定试验炉一台、分光光度计72 型、721 型各一台、火焰光度计一台。公司产品质量水平处于国内领先地位。主要产品及生产能力我公司年生产能力6 万余吨，是国内耐火材料主要供应商之一。我公司的主要产品及生产能力如下：1、精炼钢包砖：有镁碳砖、铝镁碳砖、铝镁尖晶石碳砖及无碳砖系列产品，年产量 20000 吨。2、滑动水口系列： 有不烧滑动水口、 烧成滑板两大产品， 年产量 2000 吨。3、透气砖：铬刚玉透气砖年产量2000 吨。4、不定型耐火材料系列：有高炉出铁沟浇注料、有水炮泥、无水炮泥、泥套浇注料、电炉底干打料、中包涂料、

4、铁沟料、钢包浇注料、高强高密耐火浇注料、电炉喷补料、转炉喷补料、补炉料、焦油镁砂砖、渣沟料、火泥、电炉炉盖、钢包包盖、捣打料、预制块、干式防渗料、高强度轻质浇注料等，年产量30000 吨。5、氮化硅结合碳化硅，年产4000 吨。经营情况我公司国内常年供货的有舞钢、太钢、邯钢、宣钢、首钢、包钢、武钢、唐钢、敬业、冷钢、天基、荣程、汉钢、无锡强盛、衡阳钢管、蒲全、梅山、安龙、唐山建龙、承德建龙、江阴西城、八钢、南昌、柳钢、酒钢、鹿泉等60 余个厂家。我公司产品先后出口到越南、韩国、新加坡、美国等国家和地区。我公司有优秀的销售和技术服务人员，组建了一支能真正为客户解决问题，并提供高品质服务的专业服务

5、队伍。技术合作与管理模式我公司与洛阳耐火材料研究院、沈阳铝镁设计研究院、贵阳铝镁设计研究院、武汉科技大学、西安建筑科技大学等科研院校强强联合，在研究开发、设计、生产、推广和售后服务过程中具有快捷高效的群体优势和技术优势。我公司现有职工500 余人，其中具有博士、工程硕士、本科、大专以上学历的技术人员80 余人（其中从事耐火材料专业研究、生产工艺控制的博士 1 人，教授级高工 3 人，高工 3 人，中级职称 26 人）。优秀的人才确保了公司的管理具有专业性和可操作性。我公司于 1999 年通过了 ISO9002 国际质量体系认证， 2003 年 3 月份通过了 ISO9001.2000标准质量管

6、理体系认证。我公司信守以质量求生存的质量管理理念，从原料入厂、生产、包装、发运、售后服务等各个环节严格按照ISO9001.2000 标准程序控制。原料入厂后，每一批原料均进行严格的检验，合格后进入生产使用。生产过程中严格按工艺流程控制，对每一个控制点，全方位监控，从而保证产品的质量。企业理念我公司恪守“科学、诚信、高效、创新”的企业精神，“以人为本严管理，科技创新铸名牌”的经营理念，致力于为国内外用户提供优质的产品和服务，努力构筑“双赢”平台。鱼雷罐用耐火材料方案我厂与科研院校多位专家对首钢、日本、德国等家制品在铁厂使用情况及指标剖析、 性能测试，制定了技术方案及思路， 以期初步达到 1200

7、次以上的攻关耐材，争取通过不断的技术改进达到要求的 1300 次。一、方案指导思想本方案本着注重综合使用效果和经济使用的原则， 以提高鱼雷罐砖寿命为出发点，力求近美的达到客户的要求。二、方案思路大体上采取保温层，永久层、工作层和涂层四层综合保护方案，特殊部位如冲击区、渣线部位使用特殊材料的施工方案。我们已具备成熟的技术和生产力量，可以根据取回渣样进行分析，然后针对其渣样的成分来决定具体用什么档次的材料。另外我们还具备用后修补的技术能力，此项技术是鱼类罐用耐材的一种发展趋势， 其省时省事并且还能提高鱼类罐的整体寿命。三：材质选择因各国鱼雷罐砖使用环境有些不同，炉渣成分变化、铁水温度升高和耐材本身

8、引起的反应等情况导致渣侵加剧， 是鱼雷罐砖寿命急剧降低的主要原因。考虑到以上因素，我们针对各个部位作了材质的调整。在制品配料中， 主要以 Al 2O3+SiC+C+ SiO2 为主要组分，总含量 >95%以上，主要材质为氧化铝、碳化硅、碳及防氧化剂等组成的由树脂结合的不烧砖。只是在指标控制上有些区别，该制品具有耐冲刷性强、抗渣侵、热稳定性好、不易产生结构剥落等特点。具体着重点如下：铁水区和渣线部位 Al 2O3 % 60 SiO25.9 SiC%18% C%10 冲击区 Al 2O3 % 68 SiO28% SiC% 6% C%10受铁口一般采用浇注料，有时添加钢纤维来加固。泥浆耐材与砖

9、体材料同系列，并加强。砖坯砌筑完成后，表面刷防氧化涂层，减小烘烤时制品的氧化四、选材理由41 耐材使用时受到的作用即侵蚀机理(1) 机械作用在铁水的流入倒出时， 鱼雷罐内衬砖受到铁水直接的强烈冲击磨损作用。(2) 化学侵蚀渣线部位耐火材料受到铁水熔渣的化学侵蚀作用。渣对罐内耐材有轻微侵蚀，且罐内渣的酸碱度变化也加剧内衬损毁。主要由于高温侵蚀性渣与工作衬发生化学反应及渣的渗入，使得耐材内衬发生结构变化，性能恶化引起损坏。(3) 热应力损坏一般情况下，空罐温度小于1000 , 流入罐内的高炉铁水温度为1500 1530，使耐材受到严重的热冲击及热震作用，砖长期处于高温的热膨胀应力状态，也是损毁的主

10、要原因之一。4.2 具体措施对于铁水和渣线部位 ：主要是注重制品的抗侵蚀性，所以引入SiC 和 C来提高制品的耐侵蚀性，1） SiC 是一种优良的耐火材料，具有耐高温(2200分解完毕 )、耐侵蚀、高强度、耐磨热膨胀系数小(01000之内为 4.7×106/K) 和高导热的特点。在制定方案时，采取部分颗粒，部分粉料的方式，以充分发挥 SiC 的优良性能，保持制品的好的热稳定性及抗氧化能力。部分做抗氧化剂时，起着保护石墨被氧化的作用， 它很亲氧， 800时开始氧化； 10001300时氧化速度缓慢， 生成 SiO2 玻璃保护膜， 这就有效堵塞了气孔，防止炉渣的渗透和进一步氧化； 2）碳

11、素材料主要以鳞片状石墨为主。提高砖的导热性、热震稳定性、抗渣渗透能力、抗剥落性及抗渣侵蚀能力。结合剂酚醛树脂的应用也十分重要，直接影响制品强度，而且含碳量多少和抗氧化能力也直接影响到制品中低温性能。在使用中，冷面就是这种情况，防氧化剂还未发挥作用，主要依靠结合剂碳；其次，颗粒级配，混合均匀性，成型压力、热处理条件都影响砖的质量，提高制品致密度和强度始终是工艺过程追求的目标。只有高致密砖坯，才能有效的防石墨氧化，提高抗渣能力。对于冲击区部位：主要是注重制品的强度，耐冲刷性，所以其Al 2O3 含量要高些，另外加入刚玉或莫来石细粉来提高产品性能。其主要来源为矾土和电熔刚玉。氧化铝材料与各种处理剂的

12、反应性差，耐铁水蚀性良好，抗冲刷能力强。膨胀系数(20 900时8.3× 10 6/K) ，矾土采用高纯Al 2O3>88%的特级矾土，也是制品中SiO2 的来源。对于罐顶部位 ：主要是注重其热震性，加入钢纤维来加固其急冷急热而引起的爆裂等。总之，鱼类罐使用耐材现状为： 不进行脱磷、脱硅、脱硫处理的鱼雷罐，一般以粘土砖及高铝砖砌筑，逐步在渣线部位使用Al 2O3-SiC-C 不烧砖。在鱼雷罐中进行脱磷、脱硅、脱硫处理时，炉渣碱度变化大，工作条件苛刻，粘土砖或高铝砖已不能满足使用要求。在脱硫的鱼雷罐中，不烧树脂结合 Al 2O3-SiC-C 材质的产品占主流； 以 CaO 系溶剂

13、为主进行铁水预处理和单独脱磷的场合，也可采用镁碳砖砌筑内衬。我公司生产的树脂结合Al 2O3-SiC-C 砖，产品中的Al 2O3 成分能耐各种处理剂渣的侵蚀， 而 C 的导热性好， 可提高产品的热震稳定性， 能有效阻止铁渣对制品的渗透，提高了产品的抗剥落性和抗侵蚀性。 SiC 则可以明显地提高制品的抗氧化性能，起到防止石墨氧化的作用，同时通过加入复合添加剂改善制品的高温性能，抗铁水冲刷能力和耐磨性大幅度提高。为此，根据鱼雷罐的工作环境和其所需材料的耐压强度高、抗渣性好 (既能抗酸性渣又能抗碱性渣 )、抗热震性好、抗剥落性好、组织致密等要求，我公司研制开发了渣线用刚玉基 Al 2O3-SiC-

14、C 砖，采用电熔或烧结刚玉、高纯 SiC 和高纯石墨为主要原材料。 罐壁、罐底工作层选用特级高铝矾土、高纯 SiC 和高纯石墨为主要原材料， 并在产品中添加金属防氧化剂提高使用寿命，永久层用高铝砖或粘土砖、保温层用纤维毯等。此系列产品在众多用户中推广应用，普遍得到好评。另外针对渣线及顶部区域砖衬侵损严重问题 ，公司生产有该区域用修补料来帮助解决。理化指标如下：表一各部位使用的 Al2O3-SiC-C 砖使用部位标准渣线及铁水区冲击区Al 2O3 %596468化学SiO2%5.98SiC%14146成分C%101110Fe2O3%物理显气孔率 %104.36.3性能体积密度 g/cm3 2.7

15、52.982.99526878常温耐压1000× 3hMPa1500× 3h高温抗折 MPa1400× 0.5h223419.3热膨胀系数（ /K ）0.55表二永久层用浇注料理化指标牌号LQJ-0.8LQJ-1.0LQJ-1.2LQJ-1.5指标体积密度 g/cm30.81.01.21.5烧后线变化率±0.6±0.5±0.5± 0.5（1000× 3h）热导率0.30.350.450.8(350 ± 25)W/m.k使用温度1100120013001350耐压强度 Mpa2.53.54.04.0表三 修

16、补用喷补料项目典型值Al 2O3 %60SiC%15SiO2%5Fe2O31.5体积密度 g/cm3耐压强度MPa110× 24h251450× 2h80抗折强度 MPa110× 24h101450× 2h15线变化%1450× 2h0+0.5五、施工方案1、罐底永久层的砌筑砌筑前先确认罐外壳是否完好，排气孔是否畅通，各种机构是否灵活，确认耳轴、罐体无损坏，罐底内壁要干净，无残铁残渣；检查各种捣固机具、电器设备是否运行正常；将浇注料加入搅拌机内干混1-2 分钟，边搅拌边加水，配料重量比：浇注料 100%、水 10%搅拌均匀，根据现场实际情况，加

17、水量可适当增减，湿混 3-8 分钟即可放料。每次混完的料必须在10-15 分钟内用完； 加料时打开振动棒，边加料边振动直至加料完毕，浇注厚度尺寸100mm，再振动 2-3 分钟以表面泛浆无大量气泡排出为止。捣固成型后约 1 小时左右料即初凝，初凝 1 小时后便可支设模具进行罐壁永久层浇注。2、罐壁永久层的浇注罐壁浇注时，应连续均匀加料， 边加料边振动， 整个包壁应连续进行，浇注一次完成，包壁永久层的厚度为 60mm。3、脱模和养护浇注成型后连同模具静置16-24 小时方可脱模，脱模后自然养护16-24小时，养护温度控制在15-30。烘烤时由低温、中温、高温逐渐升温，防止鼓包。烘烤好的标准为包衬

18、发红，不冒烟气，烘烤时间14 小时。4、罐底工作层的砌筑砌筑前将包内杂物清除干净，罐底要清理平整。搅拌火泥时间约10 分钟，外加水比例为1015%。在罐底用两种尺寸的铝碳化硅碳砖配砌，立砌一层，厚度250mm，砌筑砖缝不得大于1.5mm。罐底周边空隙用浇注料找平。5、罐壁工作层的砌筑罐壁工作层用两种砖型配砌，平砌厚度 150mm；砌筑中用木槌敲打， 尽可能使砖缝严密。砌筑中必须保证灰缝火泥饱满，且不流淌。砌筑砖缝不大于 1mm。上下环要错开砖缝。 工作层和罐壳之间的间隙必须用专用浇注料填充饱满、捣实。6、修补料施工方案采用新型修补浇注料修补受侵蚀内衬工艺的主要特点， 就是修补工艺简单，材料消耗

19、及成本低， 效果显著。将罐内待修补区域的附渣清理干净，在修补料自流的同时， 用工具将其涂抹在其表面， 养护烘烤后，投人使用。 6.1 准备工作渣线及顶部待修补区域，都不同程度的附着一层炉渣，如果将修补料直接涂抹在上面，将不能与砖衬有效粘结，达到保护砖衬的作用。因此，必须先将修补区域的砖衬表面进行处理后方可进行施工。施工前准备具体要求如下。(1)冷检：将罐分几个区域，每个区域在圆周方向上测量对称8 个点，根据数据，估算残砖厚度，确定修补区域;(2)对修补区域内的炉渣进行清理， 并用压缩风将炉渣碎片和尘土吹扫干净 ;(3)对比较平整的区域，沿砖缝适当地用风镐凿毛;(4)注意：清理附渣时，小心风镐将

20、铝碳砖打裂、打断。6. 2 修补操作工艺(1)将搅拌好的修补料倒在修补区域的高处，利用料良好的流动性与手工涂抹，使料与砖衬表面紧密结合、成型;(2)用工具手工将料在砖衬表面抹平，使料充分填实修补区域;(3)施工体厚度毛 30 mm，确保施工后，料高过砖面10 mm 左右 ;自然养护 24 h。2005 年，在某钢厂 260t 鱼雷罐的渣线顶部区域进行修补，整个现场实际施工操作方便、简单。投入运行 56 次后进行冷检，发现修补料并未形成明显侵蚀，有效地抵抗罐内渣铁的氧化侵蚀，很好的保护了砖衬不受损害。经过试验，此修补料表现出如下特点 :(1)与修补区域 (旧砖 )的结合良好，不剥落，粘附能力强;(2)抗渣铁 (尤其炉渣 )性好，能有效地抵抗炉渣的氧化;(3)具有很高的强度，耐冲刷性能好;(4)衬体表面致密、光滑，炉渣在其表面的附着能力差;(5)涂抹施工后，料整体性很好， 不出现裂纹、局部剥落、侵损等现象。6.3 效益分析此次修补层使用不少于150 次，也就是说，能保护修补区域(渣线及顶部)不受渣铁侵蚀，从而提高鱼雷罐使用寿命 150 次。通过对渣线区域修补，提高鱼雷罐使用寿命，年经济效益达百万元以上，同时大大减轻了工人的劳动强度。7 、烘烤全新罐常温 200 110h20010001020h100012