转炉渣罐喷涂料的研制与使用总结材料

一、 前言90t转炉投产后转炉渣直接用8m3渣罐运往渣场处理，为便于翻渣，提高返罐率，稳定转炉炼钢的生产，有效地减少渣罐破损现象，降低生产成本；同时渣罐喷涂料是一种需长期消耗的新材料，长期从外地采购，价格较高，运输也不方便。为此，特成立喷涂料研制与使用课题组。课题组从五月底开始着手研制，六月份进行实验室试验，七月份在三炼钢15t转炉上进行工艺性试验，九月份在90t转炉上正式使用，现总结如下：二、 试验目的及要求本次试验硏制的喷涂料的使用温度是1200-1400。「主要是防止转炉液态渣及残余钢水粘住渣罐内壁而使渣罐粘死报废，并且自动翻罐，顺利生产，因而要求喷涂料抗渣性能好，不粘渣；耐高温性强；抗热震稳定性好；抗剥落性好；施工性能好，48小时后不沉淀分层。渣罐喷涂料的反应机理是：喷涂料中的白云石-在高温下分解产生CO2气体，反应方程式为：MgCO3・nCaCO3—-MgO+nCaO+(n-1)CO2T；在940°C时CO2全部排出，白云石成为MgO和CaO的混合物。CO2气体使涂层结构疏松，隔热性增强，热震稳定性增强，使用中不易剥落；同时由于涂料中石墨对渣的不浸润性，有效阻止了渣中Fe2O3、SiO2及Al2O3与涂料中MgO、CaO的进一步反应；由于反应产物溶点较低，结构中出现一定量的液相，有助于涂料中石灰与方镁石晶粒的生长与长大，加速涂料的烧结，在最表层形成一层含有大量高溶点物（CaO与MgO）的组织结构，阻止渣进一步侵蚀。三、 试验研制情况喷涂料研制是在合理利用本地产的廉价主体原料的基础上，保证颗粒的目数，按一定的配方，加入有机和无机复合结合剂和其它添加剂搅拌而成。具体试验过程如下：1.信息搜集：五月底对武钢二炼钢、三炼钢渣罐喷涂料进调查。喷涂料的技术指标已基本清楚，它是采用耐高温无机化合物配以适当的胶粘剂、添加剂充分乳化而成的水乳液使用效果较好，自动翻罐率在90%以上，价格为850元/t。然后在图书馆翻阅大量的相关资料，初步确定了研制方向，确定了研制技术指标。表一、喷涂料研制设计指标序号项目名称试验条件指标要求1外观 '六&口 室温灰白乳胶—2—比重—25±1艾—1.25-1.503A粘度25±14<30-604PH值 〉J「一1 室温・、・、L~I>7.05安定性 ■六V 室温>48h2、原料的选择及作用:2．1、主体原料必须在高温下分解产生大量的气体，使反应区内结构疏松，便于翻渣；同时反应后固体产物必须是高熔点氧化物，保证涂料的耐高温性能，因而选白云石系列与轻烧镁砂作为主体原料。2．2、粘土:选用可塑性好，结合性好的软质粘土。2．3、石墨主要作用是防止炉渣侵入，提高涂料的抗侵蚀性。因石墨的表面张力小于93达因/厘米，熔渣与石墨的接触角在90°以上，因此熔渣不能润湿石墨，即熔渣不能进入涂料的毛细管而侵蚀涂料。2．4、添加剂的选择:在不定形耐火材料中，添加剂的应用越来越广泛。因涂料是用粘土做结合剂，因而选用三聚磷酸钠作分散剂；因要保证涂料的储存性能与施工性能，选用两种有机物做为表面活性剂，使涂料搅拌后一直处于悬浮状况。3、试验内容:3．1、六月上旬初步确定了14个配方，进行实验室研究工作。配方主体原料是白云石、膨润土、粘土，料配好以

后，将喷涂料涂抹在取样瓢内（样瓢首先加热），再倒满红渣然后翻瓢，其中也将从武汉取回的喷涂料喷了一个样瓢。通过对比试验，发现有三个配方的喷涂料的喷涂效果及翻包效果比较好，翻包后不粘渣，同时样瓢上还粘有一定厚度的喷涂料，这一方面比武钢用的涂料的使用效果还要好，在使用过程中可以减少喷涂料的用量，降低消耗。因武钢用的喷涂料，翻包后样瓢上几乎没留余料。各配比涂料的翻瓢情况见表2。表二、喷涂料初定配方（百分比）组份混合料编号组份混合料编号1112345678910111213白云石6565570705605055轻烧白云石60轻烧镁砂616051.353.152膨润土22221215191522002083粘土1111111217.215.1151210222022结合剂144443730.210.210.213.244超细粉333333311.310.63.833分散剂1115221111221悬浮剂44425444428.5442抗渣剂033313液态结合剂335333333529.43528.83535355555555|5|5|5|5| 表三 涂料试验情况试样编号喷涂情况翻瓢情况

对比样涂抹性能较好，干后有龟裂纹较好，但翻后罐内表面没有涂料残余。1同上好，罐内余有一定的涂料粘在上面。1-1较差，容易剥落较好，渣子粘的涂料很少。2涂抹性能好但强度较差难翻，要反复敲打才能翻出渣子。3好好4涂料呈泡沫悬浮状况，涂抹效果不好效果不好5沉淀分层较好6较好较差8易掉落翻不出12好好，不粘渣，翻后余有较厚的涂料13好好，翻后涂层变黑3・2、六月中旬将选定的三个配方各配15kg料在三炼钢厂的15t转炉渣盘上进行工艺模拟试验，喷枪是自行制作的气体负压喷枪，输送气体为压缩空气。试验过程中，喷涂料基本上能达到雾化，但由于部分颗粒没有达到180目以上，喷涂后粗颗粒沉积在容器底部，影响喷涂效果。3.3、使用效果：这次工艺模拟试验的三个样的翻包效果都比较好，尤其是喷有12#样涂料的渣盘刚好倒有约400kg的钢水，翻包时轻轻一碰就翻出来了，钢水也没有粘在渣盘上，翻后渣盘上还粘有一定厚度的涂料，渣盘表面很干净。该配方是最理想的，也初步达到了研制的要求。3．4、在7月10日上旬，把所有原料磨到180目以上，同时适当添加一定量的悬浮剂，改善悬浮效果，另外增加适量的抗渣剂，按效果最好12#配方配备10个小渣盘用量的涂料，又在三炼钢15t转炉的渣盘上进行了扩大试验，使用效果很理想，翻包很容易（见照片）从而最终确定了喷涂了的最佳配方，交付生产厂家生产。3．5、喷涂料最终组成：表四涂料组成配比组份名称白云膨润复合结合剂添加悬浮抗渣石土剂剂剂百分含量60181432.52.53.6、 涂料的理化指标如下：表五：喷涂料物理指标序号项目名称试验条件指标要求1外观室温灰白乳胶2比軍25±1°C1.35-1.503粘度25±14#30-604PH值室温7.85安定性室温>72h表六：喷涂料化学指标化学成分仙03CaOMgOSiO2H2OC固烧损百分比6.1221.9810.6421.32351.51383.7、9月29日90t转炉投产后，一直使用该种喷涂料，使用效果很好，自动翻罐率高达96%以上。施工方法是利用污水自吸泵进行喷涂，自9月29日至11月20日使用800次以来，粘罐30次但也很容易清除，从未出现过粘死渣罐而造成渣罐报废的事故（使用情况见照片）。3.8、喷涂料组织结构分析：使用后的涂料层通过扫瞄电镜分析（见照片），发现有三层结构，依次为反应层、过渡层及微变层。反应层结构严密，与渣紧密结合在一起；过渡层含有大量的气孔，结构疏松（见图），微变层几乎与使用前没什么变化。翻罐时由于过渡层结构疏松，在渣块自重作用下，过渡层与微变层之间分离，达到翻渣的目的；大部分微变层仍旧附在渣罐内表面，因而翻罐后渣子的表面有一层灰白色的覆盖物，渣罐内表面也有一层灰色未反应的涂料粘在上面（见照片），可以减少喷涂料的消耗量。四、效益测算1、 生产效益：每个渣罐每次用涂料40kg，每天用60罐，则振兴公司冶金材料厂生产喷涂料的年产量为40kg/罐*60罐*355天=852吨，每吨效益（包括人工工资）150元，产生的效益为：852*150=12.78万元。2、 使用效益：钢渣公司通过使用渣罐喷涂料，每年至少可以减少渣罐破损12个，每个渣罐价值9万元，经济效益为：12个*9万元/个=108万元。3、 对比效益：外购涂料价是850元/吨，本厂产涂料价为800元/吨，两者差价50元/吨，年对比效益50元/吨*852吨=42600元。4、 间接效益：使用渣罐喷涂料可以提高返罐率，减少环境污染，稳定转炉炼钢生产，减少事故发生，产生的效益就更大了，这里不再测算。5、 合计总效益为12.78+