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让转炉炉衬延年益寿且环保

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  进入2018年,北京联合荣大工程材料股份有限公司(下文简称北京荣大)创新研发的环保型无碳“水基”转炉大面自流料进行全方位播报以来,受到了广大转炉炼钢厂的关注,进一步推动了该自流料的推广采用。

  一是传统的大面修补料(也称黑料)及其使用方法耗材、耗时、效率低。一般业内以镁砂或镁碳砖破碎料做主要原料,使用沥青、焦油等有机物为结合剂,形成黑色的修补料,这是最普遍和消耗最大的材料。该料加入多的时候使用料斗,在加入过程中因沥青或焦油的燃烧,现场黑烟很大,工人的劳动强度较大,污染环境,危害人体健康。

  二是黑料在烧结过程中污染严重且寿命短。其所冒的黑烟是现在炼钢现场环境的主要污染源之一,加进去的料必须经过烧结以后,才可以炼钢。其烧结过程实际上就是沥青或焦油等有机物的碳化过程,沥青中的有机物很多会挥发,最终形成碳结合,为材料提供足够的强度,才可以进入冶炼状态。这种黑料在使用过程中,同时还存在以下问题:烧结时间太长,使用1吨~2吨料烧结需要60分钟~90分钟,影响生产节奏。烧结过程释放出大量有毒有害烟气,有些甚至是非常有毒有害的强致癌物。另外,焦油、沥青烧结完毕,最终会残余45%以上的碳,还夹杂着一些硫,这对钢水会造成污染。这种黑料挥发分多,材料结构疏松,不耐冲刷,使用寿命比较短。

  综上所述,转炉炼钢行业都希望能够研制一种新的转炉修补技术,一揽子解决上述问题。

  为用户排忧解难,北京荣大责无旁货。其无碳水基转炉大面自流修补料是以高纯氧化镁为主要原料,使用无机溶液做结合剂,采用合理的颗粒级配,创新技术生成含有超微粉的分散剂、低温和高温流平剂以及黏结剂等。该材料具有以下优势:烧结过程不释放有毒烟气,绿色环保;材料烧结时间缩短至黑料的一半左右;结构致密,强度高,耐冲刷;陶瓷结合,氧化环境中结合性能不受影响;使用寿命可达黑料的3倍以上等。

  另外,这种自流修补料,可现场采用强制搅拌机进行搅拌,按要求定量加入液体结合剂,搅拌至流塑状即可出料。材料可先存在废钢斗中,然后一次性倒入转炉里面,整个加料过程中没有烟尘。

  该自流料在某厂130吨转炉实际使用情况表明,其累计使用寿命平均为60炉次左右,最长时达到120多炉次,是同条件下黑料寿命的好几倍,这无疑大幅度降低了补炉耐材的消耗。

  该自流料在使用过程中最直接的优点是清洁卫生,可大大减轻环境污染,而且使用寿命长,所带来的经济效益非常显著。这对当前环保压力大的转炉炼钢厂来说,是一大利器。

  以往,转炉的干法喷涂是采用料管和压缩空气,把料通过喷枪喷到相应的位置,在这个过程中,在枪柄的后方加入水。这种操作很难保证质量,而劳动强度很大。因此,亟须从技术角度去解决如何降低劳动强度、改善工作环境、提高工作效率、保证喷涂质量等系列难题。

  具体来说,转炉干法喷涂存在以下问题:材料结构疏松、强度低、使用寿命短;具有高反弹率(20%~30%),浪费材料;施工粉尘大。例如,某厂转炉采用干法喷涂炉顶,做顶部喷涂试验时,反弹量就非常大,而且喷上去的材料是粉料,根本不是原来设计的产品,材料的致密性、耐磨性、强度都难以满足设计要求。

  联合荣大研发出的转炉遥控湿法喷注工艺,将以往干法喷涂和混凝土湿法喷注成功的装备技术有机结合在一起。其喷注采用气力输送湿法喷注、柱塞泵送湿法喷注、螺杆泵送湿法喷注。这3种喷注工艺喷出的自流浇注料与基材粘接牢固,不反弹,不流淌。使用结果表明,该技术还能够改善作业环境,降低工人劳动强度,提高喷补质量,延长材料使用寿命,减少喷补频次。同时,该技术除了能满足转炉侧壁的喷注修补之外,还可以做透气砖周边的定向喷注修补。

  以用户130t中型转炉为例,供需双方对该自流料及喷注技术作出了下列经济效益分析:国内某厂共有5座130吨转炉,每座转炉每天出钢约35炉,炉役炉龄约12000炉,与传统大而料相比,以一炉役计算,该自流料带来的直接及间接经济效益如下:

  单次投料量由2吨,下降为1.5吨;烧结时间由80分钟,缩短至20分钟;平均使用寿命由12次,增加到45次;补炉次数由500次,下降为135次;补炉耗时由40000分钟,降低至2700分钟,增产11.8万吨;大面料消耗由1000吨,下降为200吨;大面料费用由300万元,下降为180万元。孰劣孰优,不言而明。

  再以一个3座30t转炉的炼钢车间为例,其平均每炉出钢33.5t,月炼钢约180000t,年炼钢约64476炉次,依上述方式类比:补衬寿命由21次,增加至84次;烧结时间由45分钟,缩短至17分钟;全年修补用时间由138150分钟,降至13056分钟,节约补炉时间125094分钟;增产转炉钢16.8万吨。

  现阶段粗钢产量按8亿吨估算,传统大面料消耗约48-64万吨,采用新型“水基”大面料,由于使用寿命的提升,修补次数将减少为原来的三分之一左右,即可节约资源32-42万吨。同时将少消耗沥青及焦油等有毒有害物质6.2-9.6万吨。因烧结时间短和修补次数少而节约的时间将会使钢产量增加7-8%,约6000万吨。经济及社会价值显著。

  实践表明,在现代转炉炉衬修补中,推广环保型无碳水基大面自流料确实大有作为!

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