脫硫噴槍及其耐火澆注料的研究與應(yīng)用.pdf

1、本文針對(duì)重鋼脫硫噴槍爐齡比較低，極大影響脫硫設(shè)備處理鐵水能力和嚴(yán)重浪費(fèi)耐火材料資源的問(wèn)題進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)室和工業(yè)生產(chǎn)性的研究。首先實(shí)地考察了重鋼現(xiàn)場(chǎng)脫硫噴槍的工作環(huán)境和損毀現(xiàn)象；進(jìn)而設(shè)計(jì)了脫硫噴槍用澆注料的改良方案，研究了澆注料關(guān)鍵組分對(duì)其性能的影響，優(yōu)化了其成分配比；針對(duì)改進(jìn)前后的澆注料進(jìn)行了對(duì)比實(shí)驗(yàn)，分析了脫硫噴槍用澆注料損毀的原因以及高溫使用性能提高的原因，并將改進(jìn)后的耐火澆注料進(jìn)行了工業(yè)性試用。 借助X射線衍射、偏光顯微鏡、相

2、圖和Materials studio軟件對(duì)耐火材料進(jìn)行了檢測(cè)、研究和開發(fā)等工作，得到了以下結(jié)論： 1．在添加Al<,2>O<,3>和SiO<,2>微粉對(duì)澆注料的燒結(jié)性能和莫來(lái)石化的影響實(shí)驗(yàn)研究中發(fā)現(xiàn)，加入Al<,2>O<,3>和SiO<,2>微粉均有利于試樣的燒結(jié)。無(wú)定形態(tài)SiO<,2>微粉的純度越高，試樣的莫來(lái)石生成量也越高。 2．在添加尖晶石微粉改善耐火澆注料性能的實(shí)驗(yàn)研究中發(fā)現(xiàn)，平均粒徑為1μm左右，原料的燒結(jié)性顯

3、著提高。Al<,2>O<,3>/MgO比為75/25，粒徑為1μm左右的尖晶石微粉應(yīng)用于澆注料，耐渣滲透性將大幅度地提高。 3．在添加446<'＃>撐鋼纖維改善耐火澆注料性能的實(shí)驗(yàn)研究中發(fā)現(xiàn)，試樣的韌性指數(shù)隨鋼纖維的含量增加而增大，鋼纖維的含量低于2％，35mm長(zhǎng)的鋼纖維與25mm長(zhǎng)的鋼纖維的韌性效果表現(xiàn)基本一致，當(dāng)鋼纖維的含量超過(guò)2％，35mm長(zhǎng)的鋼纖維比25mm長(zhǎng)的鋼纖維的韌性效果要好；普通澆注料和低水泥的澆注料的抗沖擊性都

4、隨鋼纖維的含量增加而提高，其中應(yīng)用于低水泥的澆注料比普通澆注料的抗沖擊性要好；446<'＃>鋼纖維在澆注料中的適宜用量為1％～1.5％。 4．耐火澆注料經(jīng)改良后，試樣的抗熱震性能有顯著的提高。渣線部位試樣的抗熱震次數(shù)平均為52次，非渣線部位試樣的抗熱震次數(shù)平均為61次，而在改良前試樣的抗熱震次數(shù)平均僅為33次。熱震失效主要是因?yàn)樵嚇又泻幸恍┎环€(wěn)定礦相，當(dāng)其向穩(wěn)定礦相轉(zhuǎn)變時(shí)產(chǎn)生了比較大的體積變化，引起了組織應(yīng)力，并且實(shí)際生產(chǎn)作業(yè)

5、中使噴槍產(chǎn)生的溫度梯度導(dǎo)致了熱應(yīng)力，二者的共同作用在其缺陷部位產(chǎn)生了很大的集中應(yīng)力，致使裂紋萌生并擴(kuò)展。 5．耐火澆注料經(jīng)改良后，抗渣侵蝕性能有顯著的提高，試樣平均侵蝕深度為1.6mm，侵蝕面積為189mm<'2>；而在改良前的試樣，平均侵蝕深度為2.8mm，侵蝕面積為260mm<'2>。侵蝕的主要原因是渣浸入了澆注料內(nèi)部且和澆注料發(fā)生一系列物理化學(xué)反應(yīng)，生成了低熔點(diǎn)礦物CAS<,2>(鈣長(zhǎng)石)、C<,2>AS(鋁方柱石)、KA

6、S<,2>(鉀霞石)、KAS<,6>(鉀長(zhǎng)石)等。這不僅增加了液相量，而且在這些反應(yīng)中還伴隨較大的體積效應(yīng)，從而導(dǎo)致耐火材料的熔蝕、剝落等損壞。6．通過(guò)模擬重鋼噴槍工作環(huán)境下的結(jié)瘤實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)，噴槍在噴吹時(shí)，槍頭部分的鐵水溫度有很大地下降，于是脫硫粉劑和鐵水的混合物就粘結(jié)在槍頭，結(jié)瘤越結(jié)越緊，最后幾乎堵住槍口，槍頭在高壓氣體的推力下形成穿孔。 按照對(duì)脫硫噴槍改良的成果，在重鋼股份公司煉鋼廠四高爐進(jìn)行了試用。噴槍改進(jìn)后使用平均爐次