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今年8月上旬，在煙臺市舉行的全國煉鋼—連鑄技術(shù)研討會上，北京聯(lián)合榮大工程材料股份有限公司（以下簡稱聯(lián)合榮大）董事長章榮會博士做的《環(huán)保型“水基”轉(zhuǎn)爐大面自流料應用技術(shù)》學術(shù)報告，引起了與會代表的關(guān)注。

傳統(tǒng)轉(zhuǎn)爐補爐料燒結(jié)污染治理改造刻不容緩

章榮會指出，轉(zhuǎn)爐處在煉鋼生產(chǎn)流程的中心，是鋼廠的主要設(shè)備之一。轉(zhuǎn)爐的裝料側(cè)、出鋼側(cè)和爐底的耐火材料長期處在高溫狀態(tài)下，并受到機械力沖擊和爐渣的反復侵蝕，其結(jié)構(gòu)極易遭到破壞。目前，國內(nèi)外的大多數(shù)轉(zhuǎn)爐每煉鋼8爐次~10爐次就必須進行爐底和大面修補。而耳軸部分以及其他大面自流料修補不到的位置，通常采用噴補的方式進行修補?，F(xiàn)階段瀝青/樹脂結(jié)合的大面自流料被廣泛用于大面及爐底修補，而轉(zhuǎn)爐噴補作業(yè)則大多采用干法進行。

隨著國家環(huán)保事業(yè)的不斷發(fā)展，相關(guān)部門對鋼鐵企業(yè)的污染物控制越來越嚴格，常規(guī)轉(zhuǎn)爐補爐料燒結(jié)過程的有害煙氣排放問題受到更多重視。

在我國，絕大多數(shù)轉(zhuǎn)爐修補依然采用以瀝青/樹脂做結(jié)合劑的大面自流料，該料直接投入爐內(nèi)，在高溫作用下，瀝青/樹脂熔化，賦予材料較好的流動性能，迅速在目標修補區(qū)域鋪展開，一般1噸料燒結(jié)40分鐘~60分鐘，一般修補一次能夠使用8小時或更長時間，目前國內(nèi)大多數(shù)轉(zhuǎn)爐爐役中后期每煉鋼8爐次～10爐次就必須進行爐底和大面的修補。傳統(tǒng)轉(zhuǎn)爐大面補爐料含有15%左右的瀝青、焦油或樹脂，燒結(jié)時間過長，補爐一次噸料耗時40分鐘～60分鐘，燒結(jié)煙氣含有大量苯并芘及其他多環(huán)芳烴類有毒有害物質(zhì)，嚴重污染環(huán)境，危害人體健康。

但是，近幾年在國內(nèi)，由于冶金行業(yè)發(fā)展形勢的持續(xù)低迷，鋼鐵企業(yè)為追求利潤，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)正在由普碳鋼向高附加值的低碳和超低碳鋼等品種方向調(diào)整，生產(chǎn)工藝的改變相應導致轉(zhuǎn)爐對維護耐材的要求不斷提高，再加上目前各大鋼廠紛紛增加了轉(zhuǎn)爐廢鋼使用量，使得當前爐內(nèi)的耐火材料使用環(huán)境進一步惡化，使用壽命不斷縮短。高溫鋼和特鋼的大量冶煉要求轉(zhuǎn)爐大面修補料使用壽命進一步延長，并實現(xiàn)無碳無雜質(zhì)，對鋼水零污染。

生產(chǎn)中的難題就是聯(lián)合榮大研發(fā)課題

章榮會介紹道，生產(chǎn)中的難題就是聯(lián)合榮大的研發(fā)課題。生產(chǎn)實踐已經(jīng)證明，聯(lián)合榮大研發(fā)的環(huán)保型無碳“水基”轉(zhuǎn)爐大面自流料及配套工藝和設(shè)備，可解決目前傳統(tǒng)瀝青/樹脂結(jié)合轉(zhuǎn)爐大面自流料燒結(jié)時間過長，燒結(jié)過程釋放有毒有害煙氣污染環(huán)境、危害人體健康，以及偏硅酸納結(jié)合大面自流料壽命過短等問題。其優(yōu)點可歸納為以下幾點：一是材料綠色環(huán)保，燒結(jié)過程不釋放有毒有害煙氣；二是1噸材料燒結(jié)時間可縮短至20分鐘以內(nèi)；三是使用壽命可以達到傳統(tǒng)材料的2倍~3倍；四是攪拌后可使用性保持時間≥3小時。

該環(huán)保型“水基”轉(zhuǎn)爐大面自流料以高純鎂砂或電熔鎂砂為主要原料，采用無機環(huán)保液體結(jié)合劑，并含超微粉、分散劑、低溫和高溫流平劑以及黏結(jié)劑等，在最大幅度降低液體加量的同時具備較高的熱態(tài)自流性、高溫熱折性能和耐沖刷強度，且無碳環(huán)保無污染。

與傳統(tǒng)轉(zhuǎn)爐大面修補料使用方式不同，該環(huán)保型“水基”大面自流料使用前需要現(xiàn)場進行攪拌。攪拌好的材料通過料斗傾倒入爐內(nèi)，一次搖動爐體至適當角度，停留一段時間，待材料燒結(jié)完畢，即可投入生產(chǎn)使用。

該環(huán)保型“水基”大面自流料入爐后，搖爐至合適位置，材料在爐內(nèi)即進行自流鋪展并開始固化燒結(jié)，固化時會有少量的水蒸氣逸出現(xiàn)象。但與傳統(tǒng)有機結(jié)合補爐料不同的是，燒結(jié)全程無任何污染性的煙氣現(xiàn)象產(chǎn)生。一般正常爐溫情況下，噸料燒結(jié)時間不大于20分鐘。

該環(huán)保型“水基”轉(zhuǎn)爐大面自流料已在國內(nèi)多家鋼廠的大、中、小型轉(zhuǎn)爐上進行了實踐應用。實際效果表明，該料能夠充分改善轉(zhuǎn)爐前、后大面及爐底的使用工況，完全達到了預期水平，得到了客戶的廣泛認可。該料的壽命基本達到了傳統(tǒng)有機結(jié)合補爐料使用壽命的3倍或以上，大幅降低了爐前耐火材料消耗量，而且縮短了燒結(jié)時間，提高了轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)作業(yè)率。

看效果不能算小賬要算大賬

盡管該自流料推廣勢頭開局良好，但也遇到不小阻力。其主要原因就是其銷售價格是傳統(tǒng)自流料的3倍，一些鋼廠采購部門以必須降低采購成本為由不愿采用。為此，章榮會為鋼廠算了一筆經(jīng)濟賬：

以國內(nèi)某廠5座130噸轉(zhuǎn)爐為例，每座轉(zhuǎn)爐每天出鋼約38爐，每爐出鋼145噸，全爐役爐齡約12000爐，與傳統(tǒng)大面料相比，以一爐役計算，該自流料帶來的直接及間接經(jīng)濟效益如下：

單爐全爐役補爐時間從傳統(tǒng)的40000分鐘縮短到2700分鐘，減少補爐時間37300分鐘，約合26天，按0.8時間利用系數(shù)計算，可望增產(chǎn)11.5萬噸鋼。而大面料消耗也同時從1000多噸下降到200多噸。

5座爐子合起來計算的補爐時間減少約130天，可望增產(chǎn)55萬噸以上。

現(xiàn)階段粗鋼產(chǎn)量按8億噸估算，傳統(tǒng)大面料消耗約48萬噸~64萬噸，采用新型“水基”大面料，由于使用壽命的延長，修補次數(shù)將減少為原來的1/3左右，即可節(jié)約資源32萬噸~42萬噸，同時將少消耗瀝青和焦油等有毒有害物質(zhì)6.2萬噸~9.6萬噸。在不增加社會投資的前提下，因燒結(jié)時間短和修補次數(shù)少而節(jié)約的時間將使鋼產(chǎn)量增加7%~8%，約6000萬噸。同時，轉(zhuǎn)爐修補不再冒黑煙，渣排放量也相應減少30萬噸~40萬噸，真正實現(xiàn)環(huán)保、減排、增產(chǎn)、增效，經(jīng)濟及社會價值顯著。

廣闊的推廣應用前景

章榮會認為，隨著環(huán)保要求越來越嚴，冶金行業(yè)在這個大趨勢的推動下，必然會向無碳環(huán)保型材料需求轉(zhuǎn)變。該成果將能使轉(zhuǎn)爐前后大面及爐底維護材料更進一步適應復雜的低碳和超低碳等品種鋼、轉(zhuǎn)爐煉鋼冶煉工藝，有利于協(xié)助推進煉鋼企業(yè)的產(chǎn)品生產(chǎn)由低技術(shù)水平、低利潤向高附加值的低碳和超低碳鋼等品種鋼方向轉(zhuǎn)變，有利于改善鋼鐵企業(yè)經(jīng)營狀況，提高市場競爭力，具有廣泛的市場前景。

章榮會還客觀地談到了該自流料目前存在的主要問題：一是材料需要現(xiàn)場加液體進行攪拌，較傳統(tǒng)材料直接投料方式多了一道工序；二是目前的自流補爐方式還不能修補耳軸部位，依然需要部分貼補或投補來解決問題。

為此，聯(lián)合榮大已著手研制轉(zhuǎn)爐遙控濕法噴注工藝，結(jié)合其在耐火材料濕法噴注技術(shù)方面的優(yōu)勢，準備開發(fā)一種適用于轉(zhuǎn)爐內(nèi)襯各部位熱態(tài)修補的轉(zhuǎn)爐遙控濕法噴注車。據(jù)章榮會介紹，該設(shè)備已經(jīng)過多輪方案修訂，并在聯(lián)合榮大研究院完成多次冷態(tài)噴注驗證，近期將投放市場。新型轉(zhuǎn)爐遙控濕法噴注車將重新定義轉(zhuǎn)爐修補：補爐操作工人手持遙控操器，操控可以多維度運動的水冷長槍，將攪拌好的環(huán)保水基修補料噴補到轉(zhuǎn)爐內(nèi)任何部位，補爐操作工將不再有高溫輻射的惡劣工作環(huán)境。耳軸與透氣磚周邊甚至出鋼口等部位的修補將可實現(xiàn)定點定向。