容量为320t的混铁车
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容量为320t的混铁车,型式为多轴小车式,因其外形如鱼雷状,故又称为鱼雷式混铁车(或称鱼雷包)。混铁车高4.5米,宽3.8米,全长25.8米。
混铁车主要是用来装在和运送高炉钢水到炼钢厂,并混合铁水以保证铁水成分均匀以及作为铁水脱硫的主要设备。
由于铁水在混水车内贮存时间较长,经喷粉等处理内衬交易损坏,因此对耐火材料的质量要求也较高;混铁车内衬用耐火材料要求具有耐渣侵蚀、耐溶蚀、耐冲刷、抗热震稳定性好等性能。
混铁车内衬的结构和砌筑
永久层使用粘土砖
与铁水接触部位的工作层使用致密粘土砖。这种砖具有较低的气孔率,较高的体积密度和耐压强度,从而提高了抗铁水的冲刷能力,也减少了铁水及熔渣从气孔向耐火砖内部深入的机会。
渣线部分使用的是莫来石砖,这种砖具有抗渣性能好、耐急冷急热性好、强度高、荷重软化温度高等优点。
车灌口经常受到铁水的冲刷、熔渣的侵蚀,清渣时的机械损伤,以及急冷急热的影响,此部位使用质量较好的高铝浇注料。
在永久层与工作层之间,使用高铝浇注料,用它来阻挡从砖缝渗入的铁水和熔渣对永久层耐火砖的侵蚀和溶蚀。
砖缝是内衬砌筑的薄弱环节,全部使用抗扎性能好、粘结强度高、荷重软化温度高的莫来石火泥来进行砌筑。
混铁车内衬的损坏及原因探讨
混铁车灌口
此部位处于冷、热空气交界之处,同时受到冷、热空气的侵蚀,另外在受铁水、装载和运送铁水、倒铁水及空车返回等周期性的操作过程中,使温度发生周期性的变化,局部产生热应力,造成内衬剥落损坏。
混铁车灌口在受铁水和倒铁水过程中,内衬要经受铁水和熔渣的化学侵蚀和冲刷作用,造成内衬蚀损,另外混铁车在多次使用后,渣量增多,渣层增厚,因此灌口结渣现象时有发生,在清理结渣过程中,还会受到机械波的冲击而造成内衬损坏。
渣线部位
此部位耐火材料的损坏,主要是熔渣造成的熔损和结构剥落;特别是在砖缝处,由于耐火砖的残余收缩和砌泥的收缩,造成砖缝扩大,使铁水或渣与耐火砖的残余收缩和砌泥的收缩,造成砖缝扩大,使铁水或渣与耐火砖反应面积增大,熔损也加剧;同时耐火砖受到热冲击而产生的损伤也加大。
在Al2O3-SiO2系耐火材料作内衬时,渣与耐火材料的反应,主要是生成钙长石(CaO ·Al2O3·SiO2)等低熔物。对粘土砖来说,使砖表面熔损;对高铝砖而言,低熔物从砖表面向其内部渗透,使砖在工作面上产生一层变质层,形成结构剥落。
受铁水部位
此部位损坏的主要原因是受铁水冲击部位造成的机械磨损。以及由于急冷急热使砖内部产生热应力而造成耐火砖表面崩裂。铁水由出铁场倾注沟成抛物线状下落进入混铁车,从10m多高的地方下落时使能转变为动能,对混铁车产生强烈的撞击,受铁水部位受到很大冲击力,因而特别容易早成机械损伤。
进行铁水预处理时,由喷枪向铁水中喷入脱硫粉剂(CaC2+ CaO),并对铁水进行剧烈搅拌,造成了混铁车内衬耐火材料更恶劣的使用环境,对内衬的冲刷、磨损和化学侵蚀更加严重,从而加速了耐火材料的损坏。 延长混铁车内衬使用寿命及其对策
宝钢混铁车的第一代内衬均使用向日本黑崎窑业公司进口的耐火材料,内衬使用寿命的设计指标为570次,第一代内衬使用寿命平均达到680次,最高位839次,超过了设计指标。目前内衬已全部国产化,寿命与进口转相仿,也可达650~700次左右,但内衬平均蚀损量较高,因而修补的工作量也加大。
随着冶炼技术的发展,刚才质量的提高和品种结构的的改变,对铁水预处理的要求也越来越高。由一期采用的TDS法(铁水单脱硫)发展到现在准备采用的TDX法铁水三脱(脱硫、脱磷、脱硅)工艺,由于铁水三脱处理时使用CaO、CaF2及氧化铁皮等粉剂,从而加剧了对贴车内衬的化学侵蚀。
为了适应TDX工艺对混铁车内衬耐火材料的要求,宝钢于1990年初从日本引进了铁水三脱处理专用铁车内衬耐火材料。内衬工作层使用Al2O3-Si-C砖(牌号XEB-B),炉顶使用Al2O3-SiC-C砖,(牌号XER-L2)。
国内也在积极研制、开发目前认为是最适用鱼三脱混铁车作内衬的Al2O3-SiC-C砖新品种,这种砖具有良好的抗渣侵蚀性、抗氧化性和强度高等特点。国产Al2O3-SiC-C砖于1990年10月开始在宝钢TDS工艺混铁车放入铁水冲击区进行试用,实验结果为总寿命637次,平均蚀损率为0.44mm/次;效果良好,最高寿命超过1800次。