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2016-08-09來源:暫無數據
武鋼股份煉鋼總廠冶煉鋼種趨于多元化、系列化,潔凈鋼、品種鋼的比例大幅增加,冶煉工藝向自動化、智能化方向發展。耐火材料工作者迅速反應,開發出大量的新技術,以滿足冶煉新技術的需求,例如新型高效轉爐供氣磚技術、RH精煉爐內襯無鉻化技術、鋼包內襯材料無碳化技術、鋼包長壽節能保溫技術等。
耐火材料新技術應用
新型高效轉爐供氣磚技術應用。頂底復吹轉爐冶煉技術的核心之一就是底吹供氣元件,供氣元件的技術發展與復吹工藝的發展相輔相成,供氣元件的使用效果及壽命是影響冶煉效果的最關鍵因素之一。因此,隨著復吹工藝的發展,供氣元件的發展備受關注。
為了實現低成本冶煉潔凈鋼,對轉爐復吹工藝尤其是對底吹供氣元件提出了更高的性能要求。這主要包括:底吹強度提高到0.12Nm3/(min·t)以上;冶煉過程中進行裸吹工藝,即供氣元件處于裸露狀態,表面不能采用蘑菇頭對供氣元件進行保護;供氣元件的壽命與轉爐同步,即在轉爐整個爐役冶煉過程中不能關閉供氣元件。
然而,在這種冶煉工藝下,傳統的細金屬多孔塞式供氣元件存在不足,影響轉爐煉鋼順行。其主要體現在:高強度吹煉下供氣元件漏氣;供氣元件氣流不穩,出現堵塞現象;供氣元件及其周圍配套護磚損毀較快;供氣元件與周圍爐底磚的匹配有問題,易出現三角縫,增加了轉爐漏鋼風險。
近年來,武鋼股份煉鋼總廠與武鋼耐火材料公司合作,對轉爐供氣元件進行了技術創新,開發出了高強度、供氣量穩定、整體壽命高的新型供氣磚。主要包括:一是對轉爐底吹供氣元件鎂碳質耐火材料、毛細管及周圍護磚進行性能升級;二是供氣元件制作工藝創新,比如,毛細管排布的設計由傳統模式改為類蜂窩結構毛細管排布模式,根據流量壓力比(Q/P)進一步優化毛細管孔徑,進行毛細管成型防變形的技術研究等;三是近終成型技術研究;四是焊接工藝技術研究。
RH精煉爐內襯無鉻化技術應用。隨著汽車、家電、罐裝食品工業的蓬勃發展以及各地水電、風電、核電機組的組建,市場對冷軋薄板鋼和高品位硅鋼的需求日益增加。RH精煉爐作為冶煉高品位鋼材的必要精煉裝置,近十幾年發展很快。由于相關耐火材料承受著急冷急熱、強沖擊力、高真空條件以及各種堿度渣、合金的強烈化學作用等嚴峻的考驗,人們一直沒有停止對耐火材料使用壽命的攻關,鎂鉻磚是滿足使用壽命的較好選擇。目前,武鋼煉鋼總廠RH精煉爐大多采用低硅鎂鉻磚,使RH的壽命從原來使用傳統鎂鉻磚的110次左右延長到150次以上。
然而,由于鎂鉻磚生產和使用的氧化氣氛或強堿性條件會產生Cr6+,對人身和環境造成危害。隨著國家對環保的要求越來越高,無鉻化已經成為RH精煉爐重要的發展方向。另外,鎂鉻磚通常需要經歷混料、成型、高溫煅燒、打孔、浸鹽、打磨、裝配、整體再打磨等工序,制造工序復雜,成本很高,人們一直致力于找到一種替代鎂鉻磚的材料,先后試驗鎂鋁磚、鎂鋯磚、鎂碳磚等。
目前,武鋼正在試驗無鉻磚,雖然起步較晚,但使用效果良好,其技術處于先進水平。
鋼包內襯材料無碳化技術應用。隨著鋼鐵冶煉技術的不斷進步,以及技術競爭的日趨激烈,煉鋼鋼種不斷向高附加值、高技術含量發展。為適應低碳鋼、超低碳鋼和純凈鋼鋼種冶煉工藝對耐火材料的技術需求,從2000年開始,武鋼鋼包逐步實施無碳化措施,以滿足潔凈鋼的冶煉需求。截至目前,煉鋼總廠超過80%的鋼包實現了無碳化。在實施過程中的主要技術創新是:材質由鋁鎂尖晶石向剛玉質轉變;砌筑方法由螺旋式向平砌轉變,解決了磚之間的三角縫隙及使用時的滲鋼問題;形成了一套鋼包運行、維修、監護綜合技術,鋼包使用壽命得到延長。
鋼包長壽節能保溫技術應用。傳統冶煉鋼包內襯用耐火結構主要分為兩層,即永久層和工作層。大多數永久層采用高鋁礬土磚砌筑成型或者采用礬土質澆注料澆注成型,這些耐火材料的耐鋼水沖刷性能和抗渣侵蝕性能相對較差。傳統鋼包在使用過程中存在鋼包包殼溫度較高的問題,一般超過300℃,甚至高達350℃以上。鋼廠為滿足澆鋼溫度需求,不得不提高出鋼溫度或者經過LF爐進行溫度補償,浪費了大量的能源、合金,增加了噸鋼成本;冶煉溫度高,鋼包工作層受到沖刷和侵蝕更為嚴重,工作層消耗過快,永久層的安全性得不到保障,鋼包運行風險增加,鋼包使用壽命縮短;鋼包包殼溫度高,易使包殼鋼結構變形,對于包殼的安全運行及使用壽命有一定影響。
2013年以來,為了滿足冶煉新技術的要求和客戶需求,進一步提高鋼包生產安全性,延長鋼包耐材壽命,降低鋼廠能源消耗,武鋼耐火廠對鋼包耐材結構設計、產品性能、智能測溫等全方位進行轉型升級,開發出了一種新型節能保溫長壽型鋼包。該鋼包在使用效果上呈現出以下優點:一是安全性能更高。傳統鋼包由于冶煉溫度高,鋼包工作層受到沖刷和侵蝕更為嚴重,工作層消耗過快,永久層的安全性得不到保障。新型鋼包改變了這一缺點,開發了一種全新的設計結構,整體具有很高的高溫工作強度、優異的耐鋼水沖刷性能,使得鋼包使用的安全系數得到提高。二是保溫性能更好。新型鋼包在武鋼集團某鋼廠鋼包上進行了應用。與傳統鋼包相比,新型鋼包外殼溫度降低了70℃~100℃,有效降低了漏鋼風險,且有效降低了鋼廠的能源消耗。三是使用壽命更長。新型鋼包在武鋼集團某鋼廠鋼包上進行了應用,平均壽命較傳統鋼包延長了約20%。
耐火材料管理創新
耐火材料對鋼廠的產品實物質量、成本甚至安全生產有重要的影響,其新技術的推廣應用對冶煉新技術的發展起著重要的作用,但耐火材料使用管理的創新也尤為重要。
耐材總包(Global Contract)對耐火材料企業來說,是一種較先進的營銷模式;對鋼廠來說,是一種較先進的管理模式。它將設計、供貨、施工、維護一體化,實現了由噸耐材結算向噸鋼消耗結算模式的轉變。這一模式在我國已經運行10年左右,在很多鋼廠進行了推廣,并取得了良好效果。由于這種模式強調的是合同關系,加上有些缺乏設計和持續改進能力的企業參與惡性競爭,攪亂市場,使得這一模式的先進性受到嚴峻挑戰。
近兩年,國外出現了一種新的耐材管理模式———全面耐材管理(Total Refractory Management)。這種模式是在耐材總包模式基礎上發展起來的,它不只是強調合同關系,而是強調管理。管理不僅要具備能力,如設計能力、持續改進的能力、超前的技術儲備能力等,而且要有責任感和主人翁的意識,要使鋼廠從管理耐火材料的瑣事中解脫出來。它的意義不只表現在鋼廠降低并鎖定耐火材料成本,更重要的是使耐火材料供應商向服務商和管理者轉變,耐火材料企業與鋼廠具有共同的價值取向并實現了無縫連接。耐火材料企業可通過技術進步和管理創新,在確保鋼廠安全運行的前提下,減少耐火材料浪費,降低耐火材料用量。這樣客觀上減少了耐火材料對鋼水的污染,有利于潔凈鋼的生產,從而達到雙贏的目的。
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