鱼雷罐用耐火材料

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罐相应部位使用,效果非常好。首钢150t鱼雷 罐式铁水罐,除铁水未进行三脱处理外,其 作业条件还有: 1).铁水温度为1420~1480℃
2).鱼雷罐出铁水前后温度:从1380℃或
1400℃至700℃左右,温差约700℃左右。
显然,材质抗温度急变性能要好。
3).鱼雷罐周转时间一般为2~3次/d。运输 距离约10km。 4).铁水经鱼雷罐的出铁口到底部的落差为 4~5m.
日本鱼雷罐内衬典型性质(八十年代末期)
砖种 Al2O3 SiO2 SiC C 体积密度 g/cm3 显气孔率 % 耐压强度 MPa 抗折强度 Mpa 常温 1400℃ Al2O3-SiC-C砖 59 7 18 10 2.78 11.2 51.9 22.5 5.1 63 9 10 20 2.66 12.2 45 12.7 3.9
抗折强度
重烧线变化率 1400℃×2h
110℃
Mpa
%

2.0
+0.2 ~-1.0
受铁口高铝浇注料技术标准
耐火度 ℃ 耐压强度 Mpa 110℃×24h 最高使用 Al2O3 温度℃ % 使用部位
≥1790
≥35
1550
≥80
罐口
鱼雷罐的砌筑方案 采用转罐砌筑法:永久层采用FL130 喷涂料喷涂 , 锚固钉采用 φ6 园 钢制成 . 工作层采用不同材质 , 不 同厚度的A-S-C砖,(如进行三脱将 采用烧成微孔铝炭砖 ) 出料口采 用钢纤维刚玉质浇注料,保护板和 两端采用高铝浇注料.
鱼雷罐运转884次后ASC砖的蚀损
使用部位 砖牌 原砖长 使用后残砖长度mm 平均蚀损 号 率/mm/次 mm 最长 最短
冲击部位 F901 渣线部位 柱环渣线 上部 锥环处 901 P P 400 345 345 300 东365 西300 305 --285 145 120 240 300 249 0.165 0.155 0.085 0.05 0.04
主体原料的选择
(一)氧化铝 选择氧化铝原料要注意以下事实: 1.以特级高铝矾土为主体原料生产 的特等高铝砖,虽然其强度较高,但在 使用中更容易引起结构剥落,所以高铝 矾土的使用需要注意。
2 .Al2O3-SiC-C(ASC)砖的耐侵蚀性能随着 SiO2含量的增多而下降(图14-2)。
3 .鱼雷罐内衬耐火材料的耐侵蚀性, 受其使用部位所制约。在渣线部位,要 求耐火材料具有更优良的抗侵蚀性能。 4 .砖缝是内衬耐火材料砌筑的薄弱 环节,铁水、渣等易通过砖缝扩大对砖 的侵蚀,造成耐火材料砌体的损坏。 含红柱石的 ASC 砖,在氧化铝原料 的选择上应注意以下几点:
C、如果在混铁车内进行三脱处理,
则有:
a、三脱处理剂对耐材的侵蚀使用, 化学侵蚀更剧。 b、三脱处理过程,炉渣碱度的变 化对耐材的影响。炉渣碱度的变化从0.5 到3.0以上。 c、气体(N2)的搅拌对耐材的影响。
鱼雷罐内衬应具备的性能:
( 1 )良好的抗渣侵蚀性,尤其在渣 线部位更甚。 (2)耐热震稳定性。 (3)高强度、抗机械冲刷和耐磨性。 尤其在铁水冲击部位。
胀或反应产生膨胀的原料,使耐火材料
在使用过程中挤紧砌缝,减弱铁水、渣
通过砖缝对砖的侵蚀。
(3)鉴于大结晶的晶相(如莫来石、
刚玉等)更有利于耐火材料耐侵蚀性, 故在成本允许下,尽可能选用电熔原料。
(二)鳞片石墨 石墨的膨胀系数很小(20~1000℃) α=1.4×10-6/0C), 弹 性 、 模 量 小 ( 0 . 0 8 8 Mpa), 导 热 性 好 ( 1 0 0 0 ℃ , 230.12KJ/m· h· C), 故在材料中引入石墨能克 服一般氧化物材料断裂韧性差的特点 , 所以抗 热震性能好。其抗热震性与石墨的加入量成 正比。 石墨尚有与熔渣的不润湿性。有效地提 高了制品的抗侵蚀性能。 此外,石墨在高温下形成的网状结构,对耐 火材料性能有利。
可见,Al2O3-SiC-C砖应用于未三脱处
理的鱼雷式铁水罐有如下明显的技术效
果:
1.有良好的抗炉渣侵蚀和耐冲刷性 能。在鱼雷式铁水罐冲击部位,Al2O3SiC-C砖的侵蚀率平均0.155~0.165mm/ 次。 2.有良好的抗热震性。生产中未见 崩裂、脱落、裂大缝情况。
综上所述,以红柱石为基的Al2O3-SiC-C 砖,在未进行三脱处理的鱼雷式铁水罐作衬
体致密化,从而减少外界的氧化性气氛进入砖
体产生氧化。
3.SiC氧化生成SiO2,而SiO2熔融成薄膜状覆
在工作面上,从而可封闭气孔和形成陶瓷结合
结构,阻止氧进入砖体内部,改善石墨的抗氧化
性能,提高耐火制品的使用寿命。
Al2O3-SiC-C砖中SiC用量与抗侵蚀性能的 关系见图14-3。
(四)抗氧化剂和特种耐侵蚀剂 除上述主体原料之外,尚添加抗氧化剂, 特种耐侵蚀剂等。抗氧化剂有多种,如金属 Al粉、Si粉、Mg粉、非氧化物B4C、Si3N4、 Cr2O3等。表14-8为相同配方、相同工艺参数 下的Al2O3-SiC-C砖,加入与不加抗氧化剂对 耐火材料性能的影响。
部位 渣线
铁水区
材质 MgO-C砖;Al2O3-SiC-C砖
Al2O3-SiC-C砖
铁水冲击区 罐顶
铁水出口
MgO-C砖;Al2O3-SiC-C砖 Al2O3-SiC-C砖
Al2O3-SiC-C砖金属纤维 增强的超水泥浇注料
本厂生产的鱼雷罐砖的情况
根据鱼雷式铁水罐的特点,我们于1989年 对Al2O3-SiC-C砖进行了研制,并于1990年在 首钢150t的铁水罐(未三脱)试用,平均往返 近千次,砖尚残留2/3,期间未经喷补,使用 效果明显,之后又开发出“三脱”用的不烧铝 炭砖和烧成微孔铝炭砖,十几年来已生产数 万吨相继应用于首钢260t、武钢320t、宝 钢320t、邯钢200t、天钢260t、柳钢 160t/190t/230t、首迁260t、首秦260t、南京 220t、另外还有出口印度布山钢厂350t等。其 中烧成微孔铝炭砖已引起日本方面的重视, 目前已有订货。
ASC火泥技术标准
Al2O3 SiC % % C 粘结抗折强 耐压强度 度 Mpa 110℃×24h Mpa 粒度
%
1-0.088mm
≥60 ≥9 4.5
≥2.5
110℃×2 4h
≤2
永久层喷涂料FL-130技术标准
项目 Al2O3 体积密度 110℃ 单位 % g/cm3 ≥ ≥ 50 1.95
抗氧化剂对Al2O3 -SiC-C砖性能的影响
编号 抗氧化剂 显气孔率% 体密g/cm3 耐压强度MPa
A1

8.3
2.66
37.5
A4

6.63
2.72
48.4
Al2O3 -SiC-C砖生产工艺流程图
Al2O3-SiC-C砖的使用效果 根据鱼雷罐不同部位有不同的作业条件,
提供不同的Al2O3-SiC-C砖在首钢150t的鱼雷
0.2
8 10 2.80 4.0 50
体积密度 g/cm3 显气孔率 % 耐压强度 MPa
西欧鱼雷罐内衬典型特性
工厂 意大利A 奥地利B 应用部位 整个鱼雷罐 冲击部位 制品及原料 红柱石制品 红柱石和氧化铝制品
渣线和主体部位 英 国C 冲击部位
铁水以上部位
矾土制品 Biblioteka Baidu柱石制品
红柱石制品
拉丁美洲鱼雷罐九十年代用的耐火材料
材,是较理想的材质。如在运行中对冲击区
加以修补,使用寿命可达到1200次以上。
在铁水进行三脱处理的鱼雷式铁水罐中,
由于碱度波动大(0.5~3.0)等因素,此时在
冲击部位、渣线部位选用刚玉基的Al2O3SiC-C砖为好。
260吨、320吨鱼雷罐设计方案:
非工作层采用半轻质喷涂料,约130mm; 冲击区非工作层增加60mm厚粘土砖; 工作层根据冲击区抗冲刷、冲击区两测的 飞溅、大面的抗铁水侵蚀以及三脱渣线 的抗渣蚀等特点,分别采用不同材质的 Al2O3-SiC-C砖。 罐口采用钢纤维增强浇注料。
(三)SiC
SiC是超硬度材料之一,莫氏硬度在 9.2 ~ 9.6 之间 ,其膨胀系数小 , 导热好。耐
火材料中引入 SiC 能改善其抗热震性 , 抗
侵蚀,也作为抑制石墨氧化的抗氧化剂用.
从SiC的反应可见:
1.SiC的分解,补充了一部分的C(s)。
2. 反应将导致产生3.76倍的体积膨胀,使砖
鱼雷罐用Al2O3-SiC-C砖
巩义市第五耐火材料总厂 2007年
宝钢320吨鱼雷罐
鱼雷罐的主要功能
(1)混和铁水,保证铁水均匀:
(2)将高炉铁水运至钢厂;
(3)作为铁水预处理的容器。
鱼雷罐的使用条件 A、较长时间的装载铁水和炉 渣,受到严重的化学侵蚀;
B、作用周期中,因间隙式作 业造成的温度波动。
鱼雷罐内衬用耐火材料的变迁
1、国内情况:
在八十年代,我国的鱼雷罐内衬以 粘土砖、高铝砖为主,使用寿命低,仅 300次左右。
进入九十年代,国内大部分鱼雷罐 已改用 Al2O3-SiC-C 砖,使用寿命已达到 1000次左右。
2. 国外情况: 八十年代初期,以粘土砖、高铝砖或 红柱石砖为主。随着铁水的三脱处理, 内衬材料的使用条件更为苛刻,不烧的 Al2O3-SiC-C砖得到较为普遍的应用。
一.施工准备 施工场地及吊装机械。包括水、 电、压缩风(压力不低于5kg) 转罐电器设备。 施工设备如:搅拌机、喷涂机、 切砖机、电焊机等 注意:鱼雷车衬砖砌筑用木锤, 严禁使用铁锤,必须用铁锤时必 须垫木而行。
二.砌筑步骤及工期 1.焊锚固钩 1天 2.喷 涂 0.5天 3.砌 筑 7天 4.烘 烤 78h
使用部位
接触铁水 顶 部 渣部位
德国鱼雷罐用Al2O3-SiC-C砖性能
成分及性能 Al2O3 % SiO2 % Fe2O3 % 刚玉基 75 --0.4 铝矾土基 68 5 1.3 红柱石基 50 29 1.0
TiO2 %
SiC C % %
--8 10 3.00 5.0 60
2.6
8 10 2.98 4.5 60
第二步: 0 将罐体转90 ,砌筑第二部分, 砌到与第一部罐底相水平后打二 步支撑。
第三步: 0 将罐口逆向转180 再砌剩余部分。
第四步: 合门。合门从端头锥环开始到罐口 结束,合门砖上下差尺寸大于 10mm,合门关系全罐砌筑胜败, 所以砖的尺寸精确,切砖要准确。
第五步: 拆支撑,支罐口胎浇注罐口,24小 时后脱胎。
(1)根据混铁车不同部位,选用不同
Al2O3 含量的原料(相应 SiO2 含量有 变化)制成多品种的耐火材料,以 保持内衬的均衡损坏。例如在混铁 车渣线部位和冲击部位选用高铝低 硅的材料。此时,材料以抗侵蚀、 抗冲刷为主,而在一般部位,材料 的Al2O3/SiO2比值可降低。
( 2 )选用在使用过程中能产生微膨
1天 1天 10天 90h
三.鱼雷车砌筑操作要点 第一步: 制做锚固钩,进行锚固钩焊接
第二步: 非工作层喷涂
第一步: 1.罐口朝正上方,砌筑柱环近1/2后 接砌锥环,柱环和锥环外侧砖边 垂直偏差不大于1mm。 2.紧贴锥环砌两侧端头砖,端头 砖水平与锥环砖在同一水平面。 3.打一步支撑(注意先打柱环)。
C≥
SiC ≥ 体积密度≥
%
% g/cm3
8
8 2.70
8
8 2.65
8
7 2.60
显气孔率≤ 常温耐压强度 ≥
高温抗折强度 ≥ 1400℃×0.5h 使用部位
% Mpa
Mpa
7.5 50
4.5 冲击区
8.0 50
4.3
9.0 40
3.0
下部1/3 其余大面
三脱铝碳化硅碳砖(TS)技术标准
项目 Al2O3 ≥ C ≤ SiC ≥ 体积密度 ≥ 显气孔率 ≤ 常温耐压强度 ≥ 高温抗折强度 ≥ 使用部位 单位 % % % g/cm3 % Mpa Mpa TS-1 65 8 10 2.80 6 45 8 冲击区 TS-2 60 10 13 2.75 6 40 8 其余大面
工作衬的材料选择
根据炼铁工艺的不同有三个方案: 一.不进行三脱处理,采用Al2O3-SiC-C砖 二.仅进行脱硫或脱硅处理,如比例不大, 采用高档的Al2O3-SiC-C砖 三.进行三脱处理,比例较大,采用烧成 微孔铝炭砖。
铝碳化硅碳砖ASC技术标准
项目 Al2O3 ≥ 单位 % 260-复 53 260-非 53 260-P 54
使用跟踪及维护: ~300次 500 ~550次 700 ~750次 900 次 应注意的问题: 砌筑完毕要测量记录各部位尺寸,第一 次装铁前必须测原始皮重,以后每次倒 净铁后均应测重并记录,每天的使用次 数和累计使用次数要做详细记录。
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