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行业资讯

低水泥浇注料在蓄热式加热炉上的应用

某公司40万t轧钢改造工程,加热炉采用高效蓄热式全高炉煤气加热炉。该炉将高效蓄热式燃烧系统、换向系统与炉子有机地结合于一体,空气、煤气双预热到1000℃。炉子有效长度为30m,炉体内宽4.3m,正常加热能力为70t/h。

炉子为二段式炉型,设加热、均热两个拱热段,均热段靠近出钢一侧,设一实炉底均热床。均热段后部及加热段采用上下两面供热,全炉除炉底、部分侧墙、蓄热式采用砖砌外,侧墙工作层及炉顶均采用现场浇注而成,共同耐火材料近1000t。其中加热炉的关键部位侧墙及炉顶采用了专为蓄热式加热炉研制的低水泥浇注料。

蓄热式加热炉的特点及对耐火材料的要求。

炉子技术特点

与常规加热炉相比,高效蓄热式加热炉有如下特点:

(1)取消了传统加热炉用的烧嘴,代之以耐火浇注料组成的喷嘴孔;

(2)取消了传统加热炉高达40~50m的砖烟囱、取而代之的是高度只有18m的钢烟囱;

(3)取消了常规加热炉庞大的空气预热器、煤气预热器、取而代之的是两套换向系统和较简单的管道、空气煤气双预热,预热温度达到1000℃以上;

(4)蓄热式加热炉最大的特点是炉墙中空,双面受热并设有喷火口,使用条件恶劣。

侧墙结构特点

蓄热式加热炉的工作原理决定了侧墙具有如下特点:

(1)中空的墙体,安装锚固砖相对困难;

(2)中空墙体的工作面双面受热,且内侧墙体受温度变化和气流冲刷的双重作用,极易损坏;

(3)烧嘴部火焰喷口与工作层合二为一,影响炉墙的使用寿命;

(4)由于空气煤气均已预热到1000℃,要求中空的炉墙不得有大的裂缝,空气,煤气不可以串气。

对耐火材料的要求

蓄热式加热炉这种错综复杂的炉体结构,对耐火材料的选用提出了十分严格的要求:

(1)耐火材料的高温强度要大,使用中必须能够抗高温气流和火焰的冲刷和腐蚀;

(2)所用的耐火材料必须具有良好的抗热震性能,能够经受频繁的温度波动作用而不开裂、剥落;

(3)体积稳定性好,线变化率小,耐压强度大,炉体孔洞之间不易塌陷,经长期高温作用而不产生裂纹,避免空、煤气通道间出现裂缝串气而引起爆炸事故;

(4)具有微膨胀性,所选用的耐火材料使用过程中具有微膨胀性,防止裂缝产生;

(5)烧结性能好,在1000~1350℃的使用过程中,应保证墙体工作层能够烧结形成一个整体,以适应双面受热的工作条件。

(6)良好的施工性能,炉体施工时,需要安装大量的异型模块,局部间隙极小,有的地方无法整栋,所以要求耐火材料必须具有良好的施工性能。

所选用耐火材料的特点

根据蓄热式加热炉的使用条件,采用的低水泥浇注料的特点如下。

(1)抗热震稳定性好

该浇注料Al2O3含量为55%~67%,烘干和1400℃烧后耐压强度分别为15~30MPa和40~65MPa。与铝含量好和强度高的低水泥浇注料相比,其热震稳定性能更好。

(2)具有微膨胀性

在浇注料中掺加适量的膨胀剂及含铝含硅等材料,以便使用时产生微膨胀,防止产生裂缝。

(3)烧结性能好

通过在浇注料中掺加适量的烧结剂等材料,在1000~1350℃的使用过程中,墙体工作层能够烧结,并形成整体,以适应其双面受热带工作条件。

施工技术要点

施工前的准备工作

根据图纸技术要求,应对炉子钢结构、基准线、孔洞等部位进行全面细致地检查验收。对侧墙保温层砌砖和锚固砖进行检查,锚固砖和吊挂砖的外形和尺寸应逐块检查和验收,不得有横向裂纹,砖的位置应复合设计要求,并保持与炉壳锚固钩或炉顶吊挂梁相垂直。为防止侧墙轻质保温砖吸水,要在其表面刷一层沥青。要检查内模支设是否牢固,不得移动,表面用布包好, 模板也要支设牢固,表面刷油,以利于脱模。检查搅拌机、振动棒等工作是否正常;行车是否正常,若出现故障,应及时检修,或准备其他吊挂用具,必须确保浇注料不能中断。要清理好浇注部位的杂物,确保其整洁干净。

施工要点

(1)先将袋装浇注料倒入搅拌机中,根据搅拌机的容量大小确定装入的袋数,干混12min,然后根据施工要求加水,要严格控制好加水量,搅拌2~3min,料色均匀后开始出料。

(2)开始浇注,混合料应边浇注边振动,连续施工,振动棒插入料层后应连续移动,反复振动量变以上,直到表面返浆,排气较少,料面不沉降为止。同时,振动棒不得碰掉隔热层、模板、胎膜和锚固砖。炉墙施工时,一次浇注高度为300~350mm。

(3)要注意膨胀缝的留设及测压、测温孔的留设。按照要求、侧墙及炉顶均要留设膨胀缝,侧墙采用60mmPVC塑料板,炉顶与两侧墙接触部位用50mm硅酸铝耐火纤维毡,炉顶横向留设11道膨胀缝,内填6mm波纹状塑料板。

(4)施工过程一般应连续浇注施工,间断时需在膨胀缝处,并用模板制成牢固。炉顶浇注间断时,也应如此。再施工时,必须将接茬处理好。

(5)施工过程中应严格控制好加水量。在保证具有良好的流动性前提下,应尽量减少用水量。否则会影响凝固强度,一旦出搅拌机以后,应在0.5h内用完,如中断施工撒撇落的必须废弃,不得使用。

养护和拆模

浇注料浇注完毕,全部成型后,应在自然环境中静养24h,当气温超过30℃时应避免阳光直射。拆模过程中不准用力敲打,以免炉墙被破损。拆模后,应对表面局部破损处及时进行修补,若喷火口被泥浆封住时,应进行打口,修补。

烘炉

(1)烘炉前,应将炉内杂物清楚干净,炉底铺好镁砂,炉顶吊挂砖上的木楔全部出去,并紧固好螺栓。

(2)烘炉前要求各相关设备如风机、电机、换向阀、水泵等运转灵活,煤气、水、电、压缩空气、软化水接到炉前,同时做好一切生产准备。

(3)烘炉时,先用焦炉煤气烘炉,达到800℃后再切换成高炉煤气,烘炉要注意,热电偶温度应代表都处于国内领先水平,钢产量也逐年上升。今后的目标是继续采取技改措施,计划到2002年,使这台70t超高功率电弧炉年产钢80万t,各项指标接近世界先进水平。

L F

3根电机调节由一台PLC自动控制。上料系统通过二级计算机自动进行计算和控制,再通过高位的电子称量料斗准确计量后将合金料及炉料加入到钢水中。

L F工位有喂线机一台。吊包前喂CaSi线脱硫,提高钢液纯净度。钢水进入钢包内开始全过程底吹氩气搅拌,其流量和压力值在现场控制箱显示。

每包钢水的精炼时间均在30min以上,确保吊包前渣系为稀白渣并保证各元素含量进入内控要求。脱硫率可达80%以上。

连铸机

连铸坯热送热装技术作为节能降耗的重要途径逐步受到国内外钢铁企业的重视。淮钢通过输送辊道将连铸生产出的热坯直接送到轧钢车间加热炉的上料辊道并进入加热炉。

提高铸坯的热装温度,可以有效地降低加热炉的能耗指标。连铸坯的最终装炉温度取决于连铸坯的剪后温度、热送辊道的保温效果、热送的时间、连铸与轧机的匹配等因素。淮钢连铸坯的剪后温度一般在900~1000℃。在连铸与加热炉之间设置保温炉,便于连铸与连轧之间的衔接匹配。

自动化控制

电控系统采用二级自动化控制系统。可用于从炼钢车间到轧钢统一的生活过程控制和管理,保证生产的稳定性和可重复性。其中一级为设备控制级属于基础自动化部分,采用可编程序控制器对生产设备进行顺序控制和实时控制;二级为过程控制级,采用微机对生产过程进行最优化控制并提高科学管理水平。

结语

(1)电炉钢短流程生产线的优势在于实现高效、优质、节能生产、从而降低成本,增加效益。为此,必须采用先进的技术和设备,且使各种设备和工艺匹配合适,各车间布置合理,并采用正确的操作组织生产。

(2)淮钢自主开发铁水热装、二次燃烧、低纯度氧炼钢等技术,具有显著的经济效益和重要推广价值,可以借鉴。

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