- 企業(yè)
- 供應(yīng)
- 求購(gòu)
- 資訊
采用堿性耐火噴補(bǔ)料，在熱態(tài)下對(duì)煉鋼轉(zhuǎn)爐和電爐以及鋼包進(jìn)行噴補(bǔ)維修，以延長(zhǎng)其使用壽命已經(jīng)成為世界范圍的鋼鐵工業(yè)中普遍使用的方法。因?yàn)樗潜Ｗo(hù)爐襯的一個(gè)十分有效的技術(shù)措施。而噴補(bǔ)料則是延長(zhǎng)爐襯使用壽命的必要材料。通常，噴補(bǔ)料應(yīng)該具備如下的基本性能：
(1)附著率大于80%;
(2)首次出鋼后噴補(bǔ)面不爆裂;
(3)使用1爐次以后，噴補(bǔ)面殘留量大于50%。
優(yōu)質(zhì)噴補(bǔ)料則須滿足下面的要求：
(1)通過(guò)噴補(bǔ)設(shè)備時(shí)，材料具有均勻的流動(dòng)性能;
(2)良好的粘附性、固化性和硬化性;
(3)回彈量少;
(4)噴補(bǔ)層具有良好的物理性能(體積密度大、氣孔率較低、強(qiáng)度較高);
(5)良好的燒結(jié)能力;
(6)耐火性能好;
(7)抗侵蝕性能好。
由此不難看出，噴補(bǔ)料的噴補(bǔ)性能(附著性、燒結(jié)性等)和抗侵蝕性能(抗渣性、耐磨性等)取決于原料的組成、粒度分布、結(jié)合劑的性能。而回彈率的大小則直接影響經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。
可見，要獲得高性能的噴補(bǔ)料，對(duì)其性能進(jìn)行調(diào)整一般采取以下3種基本方法：
(1)仔細(xì)選擇原料;
(2)優(yōu)化顆粒尺寸分布;
(3)選用適宜的結(jié)合系統(tǒng)。
(一)噴補(bǔ)料的主要原料
堿性噴補(bǔ)料的成分通常都以MgO系和MgO-CaO系為主(多數(shù)情況下選用MgO系)，為了使鎂質(zhì)噴補(bǔ)料更有效、更經(jīng)濟(jì)，選用最便宜的混合料并不是最好的選擇方法。優(yōu)質(zhì)的鎂質(zhì)噴補(bǔ)料和現(xiàn)代噴補(bǔ)技術(shù)已經(jīng)能夠更加有效地提高鋼鐵工業(yè)窯爐的使用壽命，而并不削弱生產(chǎn)能力，因此就要求選用純度較高的原料與之相適應(yīng)。
磷酸鹽結(jié)合的高等級(jí)鎂質(zhì)噴補(bǔ)料通常選用合約95%~97%MgO的死燒鎂砂，并且具有較高的CaO/SiO2。而在CaO/SiO2比較低的情況下，則應(yīng)并用CaO。在這些先決條件下，還應(yīng)該注意到Σ(Fe2O3+Al2O3)不得超過(guò)1.5%。對(duì)于高質(zhì)量的噴補(bǔ)料來(lái)說(shuō)，Σ(Fe2O3+Al2O3)不得超過(guò)1.0%。
當(dāng)以CaO/SiO2大于2的死燒鎂砂為原料，井外加富CaO的死燒鎂砂，以磷酸鹽為結(jié)合劑生產(chǎn)噴補(bǔ)料時(shí)，水化作用會(huì)導(dǎo)致過(guò)厚的噴補(bǔ)層產(chǎn)生剝落，因而應(yīng)當(dāng)采取相應(yīng)的防范措施。其中，表面覆膜(對(duì)于MgO-CaO砂或者富CaO的死燒鎂砂而言)技術(shù)較為有效。
優(yōu)質(zhì)噴補(bǔ)料需要高鈣添加劑，使其能形成高熔點(diǎn)相(如磷酸鈣或硅酸二鈣)，而不形成低熔點(diǎn)的硅酸鹽。通常，與結(jié)合劑反應(yīng)的高鈣添加劑以細(xì)粉狀態(tài)分布最有效。
長(zhǎng)壽噴補(bǔ)料除了選用高純?cè)现?，還應(yīng)該含有fCaO。為了盡可能避免由于其他相的滲透而生成低熔點(diǎn)的硅酸鹽，通過(guò)外加鈣提高了滲透渣的堿度，因此延長(zhǎng)了噴補(bǔ)層的使用壽命。
理論上認(rèn)為：外加fCaO是以燒結(jié)白云石細(xì)粉形式加入的。但考慮到這種材料易于水化，由于體積膨脹，會(huì)導(dǎo)致噴補(bǔ)層的破壞。因此，外加入fCaO約為20%的MgO-CaO砂較為合理。因?yàn)檫@種MgO-CaO砂中的CaO被方鎂石包圍著，其抗水化性能相對(duì)較高。
(二)結(jié)合劑及其組合
熱態(tài)堿性噴補(bǔ)料結(jié)合劑的選擇，應(yīng)該滿足以下要求：
(1)迅速變硬和固化的最佳粘附性能;
(2)在化學(xué)結(jié)合的整個(gè)溫度范圍內(nèi)，噴補(bǔ)料具有足夠的強(qiáng)度;
(3)結(jié)合劑降低噴補(bǔ)料抗熔渣侵蝕性能減小到最低程度。
通常，噴補(bǔ)料是采用化學(xué)結(jié)合劑結(jié)合的。由于化學(xué)結(jié)合劑會(huì)影響粘附性，因此要求它們能盡快地使噴補(bǔ)層穩(wěn)定下來(lái)。當(dāng)然，也可以通過(guò)增加顆粒之間細(xì)粉與水稀漿的粘度(表觀的)而使物理性能穩(wěn)定，或者是加速凝固反應(yīng)而使化學(xué)性能穩(wěn)定。結(jié)合劑的用量應(yīng)該滿足噴補(bǔ)料在干燥之后，能保證噴補(bǔ)層穩(wěn)定到溫度升高至發(fā)生燒結(jié)為止。而剩余的結(jié)合劑卻不明顯降低噴補(bǔ)層的抗蝕能力。常用的結(jié)合劑有硅酸鈉(水玻璃)、磷酸鹽以及它們的復(fù)合系統(tǒng)等。
1、硅酸鹽結(jié)合劑
濕法噴補(bǔ)料選用硅酸鹽為結(jié)合劑則是根據(jù)水溶性硅酸鹽(水玻璃)的應(yīng)用而采用的。因?yàn)樗容^便宜并能普遍應(yīng)用，尤其有助于在特殊鋼生產(chǎn)中應(yīng)用(需避免鋼液磷化時(shí))。
現(xiàn)在已經(jīng)開發(fā)出具有較適宜的溶解速度和凝固速度的水玻璃，以SiO2/Na2O(模數(shù))=2.7的水玻璃作為噴補(bǔ)料的結(jié)合劑，可以達(dá)到較好水平。
2、磷酸鹽結(jié)合劑
硅酸鹽(水玻璃)作為堿性噴補(bǔ)料的結(jié)合劑，其粘性不如磷酸鹽。同時(shí)，由于其高溫強(qiáng)度和抗熱震性也比較差，因而耐用性有限(抗堿性渣的侵蝕性能差)。在以低等級(jí)鎂砂為原料時(shí)就更是如此。大量的研究工作和實(shí)際應(yīng)用結(jié)果都表明，磷酸鹽類結(jié)合劑是堿性噴補(bǔ)料中較理想的結(jié)合系統(tǒng)。
3、堿硅磷酸鹽結(jié)合劑
將上述兩個(gè)系列結(jié)合劑組合起來(lái)可獲得堿硅磷酸鹽復(fù)合結(jié)合系統(tǒng)。這種結(jié)合系統(tǒng)雖然凝固較慢，但可獲得較高的高溫強(qiáng)度，因?yàn)樗鼈兪箛娧a(bǔ)層生成大量的硅磷鈉鈣石。在轉(zhuǎn)爐中應(yīng)用這種復(fù)合結(jié)合系統(tǒng)結(jié)合的噴補(bǔ)料可獲得與磷酸鹽結(jié)合噴補(bǔ)料一樣的結(jié)果。但這種噴補(bǔ)料更適合在電爐中應(yīng)用。因?yàn)楹笳叽嬖诩眲〉臏囟茸兓＝咏鋮s板處更是如此。
4、水泥結(jié)合劑
選用水泥系列結(jié)合劑的堿性噴補(bǔ)料存在的主要問題是高溫附著率低，快速加熱時(shí)體積穩(wěn)定性差。然而，這可通過(guò)加入有機(jī)酸得到解決。因?yàn)樘砑佑袡C(jī)酸在分散之后的短時(shí)間內(nèi)即可絮凝，從而獲得很好的高溫附著性。若再添加少量的分散劑和抗剝落劑，就可改善快速加熱時(shí)的體積穩(wěn)定性。
以高鋁水泥為結(jié)合劑的鎂質(zhì)噴補(bǔ)料是以可塑狀態(tài)粘結(jié)在母材上的。因而可以認(rèn)為，在以液層為媒介粘結(jié)時(shí)，越是高粘性層，抵抗剪切應(yīng)力的作用能力就越強(qiáng)，對(duì)應(yīng)力的抵抗能力也就越大，與母材的粘結(jié)強(qiáng)度也大，因而噴補(bǔ)層就會(huì)更加穩(wěn)定，其結(jié)果必然會(huì)獲得較高的耐用性能。這種噴補(bǔ)料更適宜用作鋼包和二次精煉裝置內(nèi)襯局部損毀部位的噴補(bǔ)維修。
此外，尚有磷酸鈣、磷酸鈉和硅酸鈉并用，以及磷酸鈣和硫酸鋁并用的例子。
(三)優(yōu)化配方舉例
堿性噴補(bǔ)料主要用于煉鋼設(shè)備的熱修補(bǔ)，因而其配方應(yīng)該與冶煉鋼種、操作條件和設(shè)備類型相適應(yīng)。也就是說(shuō)，應(yīng)針對(duì)不同應(yīng)用場(chǎng)合中的不同要求使用不同的噴補(bǔ)料。
在一般情況下，用戶可以根據(jù)自己的冶煉條件和各自的設(shè)備情況選擇。
(1)在高堿度的冶煉條件中，宜選用含有較高CaO(約6%)的磷酸鹽結(jié)合的鎂質(zhì)噴補(bǔ)料。因?yàn)樗鼈兙哂辛己玫目箟A性渣侵蝕的能力，其耐用性也比硅酸鹽結(jié)合的鎂質(zhì)噴補(bǔ)料好。
(2)聚合磷酸鹽-CaO-SiO2系結(jié)合的MgO-CaO質(zhì)噴補(bǔ)料(8%~12%CaO)，可以進(jìn)一步提高抗堿性渣的侵蝕能力，因此被稱為“長(zhǎng)壽”噴補(bǔ)料。
(3)由硅酸鹽(水玻璃)結(jié)合的鎂質(zhì)噴補(bǔ)料(以高純低CaO/SiO2鎂砂為原料)，對(duì)于酸性渣(低堿度)具有極好的抗侵蝕能力。
(4)當(dāng)以低CaO/SiO2鎂砂為原料生產(chǎn)噴補(bǔ)料時(shí)，不論結(jié)合劑選用磷酸鹽還是選用硅酸鹽，對(duì)于酸性渣都顯示出較好的抗蝕能力，而且不相上下。但由于CaO含量低，fCaO的缺乏降低了磷酸鹽結(jié)合鎂質(zhì)噴補(bǔ)料的固化速度，因而在實(shí)際中使用的磷酸鹽結(jié)合的鎂質(zhì)噴補(bǔ)料(用低CaO/SiO2比鎂砂為原料)難以進(jìn)行厚層噴補(bǔ)操作。不過(guò)，這可通過(guò)并用適量含CaO物質(zhì)來(lái)解決。
(5)以硅酸鹽和磷酸鹽為復(fù)合結(jié)合系統(tǒng)的鎂質(zhì)噴補(bǔ)料具有較好的適應(yīng)性，因而被稱為“萬(wàn)能”噴補(bǔ)料。這種噴補(bǔ)料特別能適應(yīng)鋼包的操作條件。
(6)以水泥為結(jié)合劑，以有機(jī)酸為絮凝劑，并添加少量的分散劑和抗剝落劑的鎂鋁質(zhì)噴補(bǔ)料，適用于二次精煉裝置(如45裝置等)的局部噴補(bǔ)維修，并可獲得好的耐用性能。
根據(jù)上面的討論，可以得出以下結(jié)論：
(1)在不同的應(yīng)用場(chǎng)合(如轉(zhuǎn)爐、電爐和鋼包等)，由于各自的操作條件不同應(yīng)選用不同等級(jí)和不同類型的堿性噴補(bǔ)料。
(2)通常，轉(zhuǎn)爐選用磷酸鹽結(jié)合的MgO質(zhì)或MgO-CaO質(zhì)噴補(bǔ)料，可獲得高壽命。但是，當(dāng)轉(zhuǎn)爐操作溫度太低時(shí)，由于噴補(bǔ)料層沒有足夠的燒結(jié)時(shí)間即會(huì)發(fā)生脫落。在這種情況下，宜選用能適應(yīng)這種操作條件的以磷酸鹽-CaO-SiO2系統(tǒng)結(jié)合的MgO-CaO質(zhì)噴補(bǔ)料。
(3)硅酸鹽結(jié)合MgO質(zhì)噴補(bǔ)料主要應(yīng)用于電爐中，也能應(yīng)用于鋼包(中等溫度)中。當(dāng)選用高純死燒鎂砂為原料以提高耐蝕性時(shí)，應(yīng)該適當(dāng)增加結(jié)合劑的用量并加入添加物。否則，即會(huì)因噴補(bǔ)料層剝落而不能獲得好的效果。
(4)以硅酸鹽和磷酸鹽為復(fù)合結(jié)合劑的"#$質(zhì)噴補(bǔ)料的適應(yīng)性強(qiáng)，是一種“萬(wàn)能”噴補(bǔ)料。這種噴補(bǔ)料特別適應(yīng)鋼包的操作條件。
(5)以水泥結(jié)合的MgO-Al2O3質(zhì)噴補(bǔ)料，通過(guò)添加絮凝劑、分散劑和防剝落劑進(jìn)行改性，也能應(yīng)用于鋼包和二次精煉裝置中。
評(píng)論區(qū)
