1、前言
對(duì)于只有單鐵口的高爐而言，出鐵間隔短，休風(fēng)時(shí)間少，若采用低水泥澆注料，無(wú)法保證足夠的烘烤時(shí)間，所以大多數(shù)此類高爐仍采用免烘烤鐵溝搗打料。免烘烤搗打料存在組織疏松、抗氧化性差、通鐵量低、現(xiàn)場(chǎng)施工勞動(dòng)強(qiáng)度大等缺點(diǎn);另外也有使用鐵溝預(yù)制件拼接安裝的，但是接縫處理問題一直沒有很好的解決辦法，因此如何有效的解決單鐵口高爐出鐵溝的壽命問題備受關(guān)注。為此，在對(duì)高爐出鐵溝的工作條件、損毀機(jī)理、鐵水及熔渣的化學(xué)組成等方面作了大量分析研究后，開發(fā)出了適用于高爐出鐵溝的免烘烤澆注料。
2、研制思路
普通低水泥澆注料當(dāng)含水量較高，劇烈升溫時(shí)水分會(huì)大量且迅速的排出，而當(dāng)水分排出通道不暢時(shí)，水分不能及時(shí)排出，蒸汽壓力激增，就會(huì)引起材料爆裂。這種材料存在下述問題：
①由于用氧化鋁水泥作硬化劑，引入CaO造成基質(zhì)低熔點(diǎn)，降低了耐蝕性;
②加入干燥助劑金屬Al粉,金屬Al粉的添加對(duì)干燥是有效的，但是施工體易產(chǎn)生龜裂，帶來(lái)組織劣化的傾向;
③磷酸鹽結(jié)合材料存在結(jié)合劑遷移問題，造成材料表面離子富集，堵塞氣孔通道，容易出現(xiàn)分層爆裂剝落的現(xiàn)象。
免烘烤澆注料的設(shè)計(jì)思路是利用澆注料組織致密、施工方便等特點(diǎn)，使用非水系的液體有機(jī)化合物，作為流動(dòng)性賦予劑及結(jié)合劑，保證澆注料的施工流動(dòng)性，堿性材料作為硬化劑，加入到混好的耐火散料中攪拌，得到一種具有可振動(dòng)施工的流動(dòng)性的材料，澆注成型后，在常溫或溝體余熱下經(jīng)過很短時(shí)間硬化脫模，由于材料中水分非常低，所以不需要烘烤可直接出鐵，達(dá)到減少作業(yè)時(shí)間、降低勞動(dòng)強(qiáng)度、提高使用周期的目的。
出鐵溝材料都必須具備耐蝕性，耐磨性等高性能，我們產(chǎn)品所用的材料是由粒度經(jīng)過嚴(yán)格管理的原料為骨料，以及由粘土及在各溫度范圍能產(chǎn)生熱態(tài)強(qiáng)度的各種結(jié)合材料的混合物所組成，電熔棕剛玉(耐蝕性、耐磨性較好，抗鐵水性強(qiáng)。為了提高溝料的使用周期，要求剛玉的氣孔率要低)、碳與碳化硅(體積變化小具有耐熱性，難于被鐵水、熔渣濕潤(rùn)，有化學(xué)穩(wěn)定性，碳對(duì)鐵、渣均能適應(yīng)，而碳化硅更適應(yīng)于熔渣)、結(jié)合材料(非水系的液體有機(jī)化合物，從低溫到高溫能保持堅(jiān)固的組織強(qiáng)度的結(jié)合材料，保證材料足夠的強(qiáng)度)，另外添加抗氧化劑、分散劑等外加劑，改善材料性能。
為了充分了解材料的防爆裂性能，進(jìn)行了放大樣的防爆試驗(yàn)。
(1)攪拌：將生產(chǎn)預(yù)混好的材料加入PBH88液體6%至可澆注成型，攪拌均勻后出料，出料口的半干料在正式使用前應(yīng)返鍋攪拌兩次，以確保均勻。
(2)澆注成型：為模仿現(xiàn)場(chǎng)溝體余熱，將攪拌好的漿料迅速倒入預(yù)先加熱的模具(涂好脫模劑)內(nèi)，進(jìn)行振動(dòng)成型，使用振動(dòng)棒成型，在余熱的條件下材料施工作業(yè)性良好，振動(dòng)至表面返漿，排氣充分為止。
(3)快速烘烤：預(yù)制件成型后，自然養(yǎng)護(hù)1h左右基本硬化，將其放在事先砌筑好的防爆試驗(yàn)臺(tái)上，模擬現(xiàn)場(chǎng)，不脫掉外面模板，使其氣體排出更加困難，試驗(yàn)條件比較苛刻。在預(yù)制件的芯模內(nèi)堆碼足夠數(shù)量的已燃焦炭，馬上直接鼓風(fēng)吹氧烘烤30min，測(cè)量最高溫度在1400℃以上。未出現(xiàn)爆裂情況，也沒有發(fā)現(xiàn)明顯的裂紋，完全滿足免烘烤的要求。
3、實(shí)驗(yàn)案例
我們開發(fā)的此種免烘烤澆注料在徐州某管道公司179m3高爐出鐵溝使用，材料為雙組分現(xiàn)場(chǎng)攪拌澆注施工，筑溝從清理算起共耗時(shí)6h左右，其中清理殘襯2～3h，澆注材料1h左右，硬化脫模1～2h。脫模后不需烘烤即可直接通鐵。使用情況良好，效果明顯優(yōu)于使用免烘烤搗打料，主溝不修補(bǔ)使用39天以上。
4結(jié)論
公司生產(chǎn)的高爐出鐵溝用免烘烤澆注料，具有完全可取代現(xiàn)用搗打料和預(yù)制件，并可實(shí)現(xiàn)高爐的高產(chǎn)、增效、降耗的要求，減輕爐前工的勞動(dòng)強(qiáng)度，現(xiàn)場(chǎng)反映該材料使用中不粘渣鐵，清理方便，使用周期良好，為各鋼鐵企業(yè)的煉鐵廠帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益。
