铁沟浇注料的研究与应用

攀钢炼铁高炉铁沟浇注料的研究与应用

向阳(攀冶修建分公司工业炉窑工程项目部 邮编617023)

摘要：攀钢五座高炉八条铁沟，维护工作量很大，延长铁沟的使用寿命和降低铁损对炼铁降低生产成本和提高效益将产生直接作用。 关键词： 抗渣性 热震稳定性

攀钢冶炼钒钛磁铁矿，由于矿石品味低，铁含量在50%左右，炉前渣铁量大，每吨铁约产生渣量为800公斤，远高于普通矿高炉冶炼。高钛渣易于粘附在主沟耐火材料上，每次出完铁后都要清理沟内渣铁。攀钢1#、2#、3#、4#高炉一直采用铁沟捣打料，造成炉前工作量大，耐火材料寿命短，铁损大。为了有效解决以上问题，在新3#高炉研究开发适合攀钢铁沟的铁沟浇注料。

1对攀钢铁沟用耐火材料的要求

对攀钢铁沟用耐火材料要求其具有一定的强度外，还必须具备以下要求：

1.1攀钢高钛渣铁与浇注料基本不粘。由于攀钢高钛渣自身的特性，易于与耐火材料粘结，导致每次清理渣铁时，对耐火材料进行机械损毁。

1.2要求铁沟料浇注完毕后，尽量减少气孔且能均匀分布，最好能达到微孔化。通过用攀钢高钛渣对不同耐火材料作抗渣实验，实验结果是：不管什么材质的耐火材料，气孔越多越大的侵蚀最快。

1.3要求铁沟料浇注抗氧化性强和抗热震稳定性好。沟衬的温度变化大，在出铁时，温度在1500℃左右，停止出铁后，沟衬温度急剧下降。另外，由于攀钢炉前每次出完铁后，立即进行打水冷却部分铁沟，以便清理渣铁，准备下一次出铁。因此，浇注料必须有良好的氧化性和热震稳定性。

1.4抗渣铁侵蚀性能好。

1.5要求施工工期短，对大修和局部修补的时间缩到最小限度。同时要求修补时，新旧要有效粘结，这样有利于提高使用寿命，降低耐火材料消耗。

1.6为避免对炉前环境的污染，浇注料中不应含焦油等有害物质。 2高炉铁沟用浇注料材质的研究 2.1主原料的选择

针对钒钛矿的侵蚀特点，本浇注料骨料采用刚玉颗粒，其是在2400℃的高温电炉中采用特殊工艺冶炼而成，是一种新兴耐火原料，具有耐高温、抗氧化、耐腐蚀、化学稳定性好、密度大的特点，与普通刚玉材料相比具有优异的耐火材料特性，如：耐铁水和溶渣侵蚀、冲

刷力强等。主要指标：A2O3≥98% TiO2≤1% SiO2≥0.20% Fe2O3≤0.25% 。

SiC有优良的抗渣性、耐磨性、抗热震稳定性、导热系数高，在主沟渣线料中加入SiC是保证主沟使用寿命的关键。在主沟料中加入碳素原料，对渣铁具有优良、异的抗侵润性能，在普通高炉铁沟料中广泛使用。通过用攀钢高炉渣作不同配方的侵蚀研究，SiC加入量在24%时，抗钒钛渣性能最好。

主原料的化学指标

Al2O3 % SiO2 % Fe2O3 % R2O % SiC % CaO % TiO2 % F.C % 电熔致密刚玉 98.99 0.66 0.05 0.10 0.11 电熔白刚玉 99.1 0.10 0.10 0.10 活性a-Al2O3 炭化硅 99.0 0.13 0.06 0.41 0.21 98.1 0.04 1.46 纯铝酸盐水泥 79.0～80.5 ≤0.5 ≤0.5 18.0～20.0 2.2降低气孔率

根据攀钢冶炼钒钛矿的侵蚀特点, 渣铁很容易通过气孔进入铁沟渣线中侵蚀基质,而导致浇注了损毁。除了考虑原料的本身性能外，还应考虑浇注料的气孔率以增加体积密度，配制成低气孔、高致密的浇注料，在保证施工性能的条件下，重点采取以下措施： 2.2.1选择耐火材料骨料的级配

耐火材料的粒度和级配是否合理，将直接影响浇注料的和易性。如果骨料粒度和级配选择不合理，势必要以提高加水量来增加浇注料的流动性,从而使浇注料的体积密度降低,显气孔率增加,影响浇注料性能。因此，在试验中对骨料粒度和级配进行了选择，所选择的骨料级配制的试样，1450℃，2h烧后显气孔达到14%以下，体积密度在2.90g/cm以上,证明选择耐火材料骨料的粒级和级配是合理的。 2.2.2粉料的细度

为了配制成致密性浇注料，粉料的细度和用量也相当关键。在控制浇注料流动性方面，微粒的大小和分布很重要。试验证明，合理的细度和用量，气孔明显下降。

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2.2.3选用低挥发性碳质材料

碳质材料的导热系数高，能使浇注料内部热量均匀分布，热应力减小，能提高浇注料的热震稳定性和耐剥落性，且不易粘渣铁。但碳质材料含有部分挥发物，本身易于氧化。为了减少气孔，选择固定碳多，挥发份少的碳质材料，同时必须加入防氧化剂。在试验中，我们对含有石墨、沥青、粉状树脂和碳黑及不含碳的浇注料进行抗渣实验，结果表明：碳黑的效果比较差，因为它使浇注料的流动性能变差。而不含碳的浇注料严重侵蚀。含石墨的浇注料侵蚀也较严重。含沥青、粉状树脂的浇注料表现出良好的施工性能和抗渣性能。

3应用

采用全现浇代替过去的铁钩预制件和铁沟捣打料。 首先制作沟件及内模。

主沟沟件安装后，进行底部及两侧砌筑耐火砖砌筑，然后支设内模，最后进行浇注。

养护16小时后，拆模后进行烘烤8小时，即可投入使用。 4效益

按新3号高炉一条铁沟计算： 4.1 节省材料费

4.1.1使用整体浇注料（一年）：220吨（包括修补及大修），该料关联交易价为8660元/吨，费用为8660×220=1905200元。

4.1.2采用免烘烤捣打料：主沟每次5吨，每月打5次：支沟每次4吨，每月打3次。砂窝子全年为50吨。全年使用量为：（5×5+4×3）×12+50=494吨，该料关联交易价为4500元/吨，费用为4500×494=2223000元。每两年换铁沟预制件及周边浇注料为120吨(铁沟预制件75吨,浇注料45吨),该材料单价为8660元/吨,费用为8660×120=1039200元,平均每年费用为519600元。使用免烘烤捣打料一年费用为：2742600元。

4.1.3使用铁沟整体浇注料与免烘烤捣打料比较一年可以节约费用为： 2742600-1905200=837400元

4.2 降低铁损

使用铁沟捣打料比较可以降低铁损2—4%，为高炉创造可观的经济效益。 4.3降低劳动强度、减少炉前污染。 5结束语

在攀钢新3#高炉和4#高炉铁沟检修和维护，应用浙江长兴煤山新型炉料有限公司铁沟浇注料，在施工过程中，该料流动性能好，可塑性强，施工性能好，能达到整体浇注的效果。基本不粘渣铁，抗侵蚀性能好，降低生产成本，降低铁损。

参考文献：

〔1〕彭显达 高瑞平.高炉耐火材料的发展.炼铁用耐火材料新进展，1994. 〔2〕东北大学.攀钢钒钛高炉渣铁对耐火材料侵蚀性能的研究，2001.内部资料 〔3〕葛 霖. 筑炉手册[M]. 北京:冶金工业出版社. 1994

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