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技术专栏

铁合金摇包及精炼炉节能型永久衬技术的探索

发布时间:2019-12-17

在传统的铁合金摇包及精炼炉耐材砌筑技术中,工作层耐火砖直接与钢壳接触,中间没有任何安全层和保温层。此种技术方式会造成两个问题:①由于工作层外侧没有安全层,出于安全考虑,工作层耐材无法使用完全,拆炉时耐火砖必须保留一个安全长度,这就会造成资源浪费、增加耐材成本。②一般情况工作衬耐火砖导热率较高,由于没有保温层,热量通过工作衬直接传导至炉壳,在冶炼期间会有大量热能从包壳、炉壳散失,而损失的热量必然需要消耗其它能源弥补,造成能源浪费。


    采用节能型永久衬技术可以有效的解决上述两个问题。①本技术提供一个可以接触合金热液使用的安全层,工作衬耐火砖可以使用完全,不用担心发生掉砖或烧损炉壳,増加使用寿命、降低耐材成本、提高安全性能。②本技术提供一个低热导率的绝热、保温层,有效降低包壳、炉壳的热量散失,缩短冶炼时间,提高金属锰回收率,降低能源消耗并改善现场操作条件。

铁合金摇包及精炼炉节能型永久衬技术

传统的铁合金摇包及精炼炉耐材配置技术中,工作衬耐材与钢壳直接接触,没有保温层和安全层,如图1所示。本技术提供的节能型永久衬由一种具有密闭微孔、高强度、高耐火度的浇注料(指标见表1)与纳米陶瓷纤维板(指标见表2)配合组成,如图2所示。使用时先在钢壳内侧焊接锚固钩,然后安装一层纳米陶瓷纤维板,再在纤维板内侧施工一层浇注料,待浇注料固化后在内侧砌筑工作衬耐火砖。此种节能型永久衬,不仅具有优异的耐高温性能,而且具有保温、节能效果:长期使用后如果出现破损,还可以采用修补技术进行修复,延长使用寿命。

表1  永久衬浇注料理化指标

表2  纳米陶瓷纤维板技术理化指标

节能型永久衬技术与传统砌筑方法的比较

2.1耐材成本和安全性的比较

铁合金摇包及精炼炉在生产过程中为了降低耐材成本大都要追求高炉龄,这就与耐火砖使用末期存在安全隐患的实际情况相矛盾。在实际操作中,一般通过测量钢壳温度和以往经验来判断是否下线,受现场条件影响,这两种方法并非完全准确;出现的漏包、穿炉事故也大都由于判断失误而发生,为了保障安全,铁合金摇包及精炼炉工作层耐材,一般需要保留50〜200mm的安全厚度,这部分工作层耐材并没有起到应有的作用便被废弃掉,造成耐材成本升高和资源浪费。本技术提供的永久层烧注料可以接触合金热液使用,采用本技术后工作层耐火材料不必保留安全厚度、可以完全使用,提高耐材寿命、降低成本:操作人员的工作难度也大幅度降低,从根本上杜绝了由于掉砖引起的漏包、穿炉事故。根据目前试验的数据来看,采用永久衬技术可使铁合金摇包工作衬耐材寿命提高约10%〜15%,精炼炉工作衬耐材寿命提高约5%〜10%。采用永久衬后如果需要保证容积,可以缩短工作层耐火砖长度,在寿命相同的情况下,可使耐材用量降低15%左右。

2.2节能、保温性能的比较

传统的砌筑方法工作衬耐火砖与钢壳直接接触,而工作衬耐火砖导热率较高,大量热能直接传导至钢壳散失掉,这些损失的热量必然需要其它方式弥补,造成能源浪费;而且散失的热量会升高现场温度,不利于工人健康。本技术提供的节能型永久衬,不仅具有优异的高温性能,而且具有保温、节能效果。此种永久衬浇注料具有微孔结构,导热率远低于工作衬耐火砖:纳米陶瓷纤维板更是具有优良的保温、绝热效果,两者配合使用能最大程度减少热量损失。根据试验数据来看,在相同条件下,铁合金摇包及精炼炉采用节能型永久衬技术比较传统技术,钢壳温度可以降低50〜100℃左右。由于热量散失减少,铁合金摇包内合金液体温度会升高,有助于缩短冶炼时间、提高金属回收率,增加产能、降低消耗。

2.3使用寿命、成本的比较

传统方法砌筑的工作层耐火砖在拆炉时会掉落,即使部分耐火砖残余厚度较多,掉落后也要按照废砖处理。采用本技术后工作衬耐材得到了最大程度的使用,而永久衬浇注料是一个具有高强度的整体结构,拆炉时不会掉落,可以多次使用。根据实验数据,一套永久层浇注料至少可以配合五套工作层耐火砖使用;相比而言具有明显的经济效益。在多次使用后如果永久衬浇注料出现破损,也无需拆除浇注料,可以通过修补技术,只需要少量材料即可实现修复,再次使用。本种浇注料虽然价格高于工作衬耐火砖,但由于其长寿命和可修复的特性,其单次耐材成本更低,更具有经济效益。

结语

铁合金摇包及精炼炉采用节能型永久衬技术,可以延长耐材寿命、提高安全性,加强保温性能、改善现场操作条件,缩短冶炼时间、提高产能,降低耐材成本;并具有显著的经济效益,建议推广使用。

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