鐵合金搖包及精煉爐節能型永久襯技術的探索

發布時間：2019-12-17

在傳統的鐵合金搖包及精煉爐耐材砌筑技術中，工作層耐火磚直接與鋼殼接觸，中間沒有任何安全層和保溫層。此種技術方式會造成兩個問題：①由于工作層外側沒有安全層，出于安全考慮，工作層耐材無法使用完全，拆爐時耐火磚必須保留一個安全長度，這就會造成資源浪費、增加耐材成本。②一般情況工作襯耐火磚導熱率較高，由于沒有保溫層，熱量通過工作襯直接傳導至爐殼，在冶煉期間會有大量熱能從包殼、爐殼散失，而損失的熱量必然需要消耗其它能源彌補，造成能源浪費。

    采用節能型永久襯技術可以有效的解決上述兩個問題。①本技術提供一個可以接觸合金熱液使用的安全層，工作襯耐火磚可以使用完全，不用擔心發生掉磚或燒損爐殼，増加使用壽命、降低耐材成本、提高安全性能。②本技術提供一個低熱導率的絕熱、保溫層，有效降低包殼、爐殼的熱量散失，縮短冶煉時間，提高金屬錳回收率，降低能源消耗并改善現場操作條件。

鐵合金搖包及精煉爐節能型永久襯技術

傳統的鐵合金搖包及精煉爐耐材配置技術中，工作襯耐材與鋼殼直接接觸，沒有保溫層和安全層，如圖1所示。本技術提供的節能型永久襯由一種具有密閉微孔、高強度、高耐火度的澆注料(指標見表1)與納米陶瓷纖維板(指標見表2)配合組成，如圖2所示。使用時先在鋼殼內側焊接錨固鉤，然后安裝一層納米陶瓷纖維板，再在纖維板內側施工一層澆注料，待澆注料固化后在內側砌筑工作襯耐火磚。此種節能型永久襯，不僅具有優異的耐高溫性能，而且具有保溫、節能效果：長期使用后如果出現破損，還可以采用修補技術進行修復，延長使用壽命。

節能型永久襯技術與傳統砌筑方法的比較

2.1耐材成本和安全性的比較

鐵合金搖包及精煉爐在生產過程中為了降低耐材成本大都要追求高爐齡，這就與耐火磚使用末期存在安全隱患的實際情況相矛盾。在實際操作中，一般通過測量鋼殼溫度和以往經驗來判斷是否下線，受現場條件影響，這兩種方法并非完全準確;出現的漏包、穿爐事故也大都由于判斷失誤而發生，為了保障安全，鐵合金搖包及精煉爐工作層耐材，一般需要保留50?200mm的安全厚度，這部分工作層耐材并沒有起到應有的作用便被廢棄掉，造成耐材成本升高和資源浪費。本技術提供的永久層燒注料可以接觸合金熱液使用，采用本技術后工作層耐火材料不必保留安全厚度、可以完全使用，提高耐材壽命、降低成本：操作人員的工作難度也大幅度降低，從根本上杜絕了由于掉磚引起的漏包、穿爐事故。根據目前試驗的數據來看，采用永久襯技術可使鐵合金搖包工作襯耐材壽命提高約10%?15%，精煉爐工作襯耐材壽命提高約5%?10%。采用永久襯后如果需要保證容積，可以縮短工作層耐火磚長度，在壽命相同的情況下，可使耐材用量降低15%左右。

2.2節能、保溫性能的比較

傳統的砌筑方法工作襯耐火磚與鋼殼直接接觸，而工作襯耐火磚導熱率較高，大量熱能直接傳導至鋼殼散失掉，這些損失的熱量必然需要其它方式彌補，造成能源浪費;而且散失的熱量會升高現場溫度，不利于工人健康。本技術提供的節能型永久襯，不僅具有優異的高溫性能，而且具有保溫、節能效果。此種永久襯澆注料具有微孔結構，導熱率遠低于工作襯耐火磚：納米陶瓷纖維板更是具有優良的保溫、絕熱效果，兩者配合使用能最大程度減少熱量損失。根據試驗數據來看，在相同條件下，鐵合金搖包及精煉爐采用節能型永久襯技術比較傳統技術，鋼殼溫度可以降低50?100℃左右。由于熱量散失減少，鐵合金搖包內合金液體溫度會升高，有助于縮短冶煉時間、提高金屬錳回收率，增加產能、降低消耗。

2.3使用壽命、成本的比較

傳統方法砌筑的工作層耐火磚在拆爐時會掉落，即使部分耐火磚殘余厚度較多，掉落后也要按照廢磚處理。采用本技術后工作襯耐材得到了最大程度的使用，而永久襯澆注料是一個具有高強度的整體結構，拆爐時不會掉落，可以多次使用。根據實驗數據，一套永久層澆注料至少可以配合五套工作層耐火磚使用;相比而言具有明顯的經濟效益。在多次使用后如果永久襯澆注料出現破損，也無需拆除澆注料，可以通過修補技術，只需要少量材料即可實現修復，再次使用。本種澆注料雖然價格高于工作襯耐火磚，但由于其長壽命和可修復的特性，其單次耐材成本更低，更具有經濟效益。

結語

鐵合金搖包及精煉爐采用節能型永久襯技術，可以延長耐材壽命、提高安全性，加強保溫性能、改善現場操作條件，縮短冶煉時間、提高產能，降低耐材成本;并具有顯著的經濟效益，建議推廣使用。