900t混铁炉炉衬长寿化关键技术集成与创新工作报告

900t混铁炉炉衬长寿化关键技术集成与创新工作报告
900t混铁炉炉衬长寿化关键技术集成与创新
工作报告
1 问题的提出
近年来，随着冶金设备的大型化、高效化发展及越来越高的环保要求，大吨位、侧兑
铁混铁炉已成为一种发展趋势，研究开发大型侧兑铁混铁炉炉衬长寿技术成为钢铁冶金企
业的技术攻关课题之一。

银山型钢有限公司炼钢厂900t混铁炉，于2021年7月建成投产，采用烧成铝碳化硅砖砌工艺，使用1年后局部侵蚀严重，被迫停炉中修。

存在的主要问题是，出铁道、炉墙渣线部位和侧兑铁端墙浊损重，侧兑铁槽使用寿命低，炉衬隔热性能差，砖砌工艺复杂、整体性能差，砌炉时间长等。

通过对大型侧兑铁混铁炉炉衬各部位的损毁
机理研究和关键内衬材料的抗铁渣侵蚀性能试验，整合混铁炉内衬砌砖及整体浇注的优点，研究应用内衬新材料，设计改进内衬结构，开发砌砖及整体浇注结合炉衬新工艺，解决炉
衬局部侵蚀重的关键技术难题；创新设计侧兑铁槽结构，研制开发兑铁槽内衬表面涂抹料，解决流铁槽槽壳高温熔损及兑铁槽结渣凝铁问题，通过整合开发炉衬新工艺、研究应用新
材料，创新设计内衬结构等技术集成与创新，提高大型混铁炉炉衬寿命和侧兑铁槽寿命，
对公司产品结构调整、节能减排和降本增效具有重要意义，对推动大型侧兑铁混铁炉炉衬
长寿技术进步具有重要促进作用。

2 研究工作进展
（1）第1阶段：2021年8～11月，炉衬侵蚀机理研究与内衬材料抗渣性试验及材质
选择。

2021年8～9月，对国内900t及以上吨位的大型侧兑铁混铁炉内衬材料进行技术调研，对其炉衬侵蚀机理进行研究分析，提出了内衬材料的初步设计方案。

2021年10～11月，为了确定适合银山炼钢厂900t混铁炉渣线部位用耐材，与巩义市益丰耐火材料有限公司合作，进行了高铝砖、铝碳化硅砖、锆刚玉碳化硅砖的抗渣性对比
试验，以选择适应铁渣成份的耐材材质。

（2）第2阶段：2021年10～2021年12月，混铁炉侧兑铁流槽的结构设计改进与铝
碳化硅质表面涂抹料的研制与开发应用。

2021年10月，侧兑铁流槽溜铁槽的设计改进，11月经试验后推广应用。

2021年11月，研制开发铝碳化硅质涂抹料，在兑铁槽内衬表面上进行了涂抹试验，
12月推广应用。

（3）第3阶段：2021年11月～2021年1月，研究制定、组织论证炉衬砌筑工艺、
内衬结构的设计改进方案。

2021年11～12月，具体设计混铁炉炉衬新工艺砌筑方案，并通过技术方案可行性论证。

（4）第4阶段：2021年2～3月，技术方案实施。

2021年2月，在银山型钢有限公司炼钢厂900t混铁炉大修改造时实施，3月6日
大修完毕、兑铁使用。

3 主要工作
（1）炉衬新材料的研究与应用。

通过大型侧兑铁混铁炉炉衬各部位的损毁机理研究
和关键内衬材料的抗铁渣侵蚀性能试验，采用均衡炉衬技术，渣线选用锆刚玉碳化硅砖，
出铁沟选用刚玉碳化硅浇注料、炉顶微膨胀抗剥落高铝砖，炉壁选用微孔致密高强耐蚀刚
玉碳化硅砖，炉底选用抗剥落高铝砖，解决了炉衬局部侵蚀的关键技术难题。

（2）整合开发砖砌与整体浇注结合炉衬新工艺。

整合混铁炉内衬砌砖及整体浇注的
优势，采用砌砖和浇注相结合工艺设计，对砌砖工艺复杂、切砖量大、整体性能差的出铁道、炉顶观察口进行整体浇注，炉身与炉底交界处采用刚玉碳化硅浇注料代替加工槎子砖，炉身与炉顶交界处采用AI2O3－SiO2微膨胀浇注料代替加工槎子砖。

（3）炉衬结构的创新设计。

侧兑铁端墙加厚，隔热层采用硅酸铝纤维毡与高铝轻质
砖双层隔热结构，出铁道由“喇叭形”改为“长方形”。

（4）发明设计侧兑铁混铁炉流槽结构，研制开发铝碳化硅质表面涂抹料，解决了侧
兑铁槽使用寿命低的关键性技术难题。

4 应用情况及效益
该技术于2021年2月在银山型钢公司炼钢厂900t混铁炉大修改造时实施，3月6日
兑铁使用，至2021年9月13日停炉，期间未进行任何形式的维护，一次性使用寿命达到30个月，比上炉役的15月延长1倍，炉役通铁量达到236万吨。

新型侧兑铁槽的创新设计，解决了侧兑铁槽槽壳变形、开裂、使用寿命低等技术难题，使用寿命由2～3天提高到12～15天。

铝碳化硅质表面涂抹料的研制与应用，解决了结渣
凝铁难题，兑铁槽内衬寿命由3～4天提高到15～20天。

炉衬保温性能好，通过对比测试，混铁炉炉壳比改进前上炉役同比降低50～60℃，铁水温降减慢，调整混铁炉煤气流量，正常流量由500～550m3 /h 调整到，100～
200m3 /h。

混铁炉吨铁煤气消耗由0.074GJ/t降低到0.038GJ/t ，吨铁降低0.036GJ/t。

项目的实施，降低了炉衬耐材消耗和兑铁槽维修费用，产生了显著的经济和社会效益，年直接经济效益686.01万元。

5 小结
（1）该项目在大型侧兑铁混铁炉及兑铁槽内衬材料、结构、砌筑工艺方面，进行了
重要的技术集成创新，大幅提高了大型混铁炉内衬和兑铁槽的使用寿命，达到了预期目标。

（2）项目选定的工艺技术路线正确、合理、完善，技术先进成熟、性能稳定可靠，
使用效果良好。

（3）项目的实施，降低了混铁炉及兑铁槽内衬耐火材料费用，减少了废旧耐火材料
的排放，产生了显著的经济和社会效益。

（4）该技术在大型侧兑铁混铁炉砖砌与整体浇注结合炉衬新工艺开发、新材料应用，侧兑铁混铁炉流槽的结构设计等方面具有示范和带动作用，具有较好的应用前景和推广价值。

（5）存在的问题及改进措施
存在的问题：大型混铁炉出铁道、端墙热喷补维护困难。

改进措施：设计制作热喷补专用喷枪及操作机械，实施热喷补维护，进一步延长炉衬
寿命。

感谢您的阅读，祝您生活愉快。