高炉长寿内衬维修技术及所用耐火材料

　　中冶集团建筑研究总院工程材料分院   张金燕
　　摘要：本文主要从高炉长寿内衬维修技术方面入手介绍了热态遥控喷补技术和热态硬质压入造衬技术，并结合内衬损毁的原因分析了所需耐火的特性，同事列出了目前国内外的性能指标水平。
　　关键词：高炉长寿    热态遥控喷补技术    热态硬质压入造衬技术
　　前言
　　新建一座大型高炉或对一座大型高炉进行改造性大修，耗资巨大，多达上亿元。因而高炉使用寿命直接关系到钢铁工业的经济效益，高炉长寿也就顺理成章成为现代化高炉追求的目标。随着世界各国钢铁工业技术的进步，尤其像日本这样工业发达的国家，高炉长寿技术已经取得了显著成果；有资料显示日本川崎千叶钢厂的6号高炉，一代炉龄（无中修）为20年零9个月，创造了世界高炉长寿记录。国外大型高炉寿命在不中修的情况下可以达到11~12年之间；我国高炉寿命要低于国外高炉一般水平，一般一代炉役无中修寿命低于10年，仅有少数高炉可以实现10~15年的长寿目标。
　　影响高炉长寿的因素分为高炉建设和投产后的维护两个方面。在高炉建设投产后，高炉则是依赖高炉冶炼技术的进步和内衬维修技术的发展来延长使用寿命。因而，选用适宜的优质耐火材料对炉役中后期高炉损毁严重的部位进行维修以延长使用寿命是耐火材料工作者研究的课题。
　　、高炉热态遥控喷补技术
　　高炉热态遥控喷补技术是利用高炉休风时，通过对炉衬损毁部位实施的炉内热态喷补
　　修复炉型，改善内衬周向及轴向均衡程度，达到煤气气流稳定，减少边缘气流管道的目的，从而减少了悬料、崩料、滑料次数，提高高炉利朋系数的一项维护技术。
　　高炉内衬损毁机理分析
　　高炉冶炼过程是在高温下连续进行的。在其高度方向上，温度、气体分布、炉料和渣铁的作用程度不同，造成炉衬的损毁存在差异。造成炉壁耐火材料的损毁原因很多，主要有机械磨损、炭素沉积、碱金属侵蚀、铅锌渗透、渣铁侵蚀和热应力的作用等，其中温度起决定性的作用，它是引起化学侵蚀和热应力破坏的根本原因。
　　机械磨损最严重由可是炉身上部,侵蚀最严重的是炉腹、炉腰和炉身下部的衬里。在高炉内衬的各部位均有碳、弱碱和锌的侵入和沉积,在炉腰和炉身下部渗入的有害物质很多，因而该部位的损毁也是最严重的。
　　喷补维修川喷补料的特性
　　根据高炉内衬的工作条件和损毁机理,用作高炉内衬的耐火喷补料必须满足以下条件①气孔率小;②耐磨性好;③强度高;④重烧线变化率小；⑤抗CO侵蚀性好;⑥回弹率低;⑦与原衬体材料有良好的相容性。各个性能是相互关联的统一体,达到优化配合方可得到最佳效果。从施工到使用对喷补料的性能要求如下
　　流动性
　　喷补料的流动性极为重要,流动性好的喷补料可以保证施工的顺利进行。否则,导致阻塞输送管,中断施工。所以要求喷补料具有适宜的粒度级配,在输送管中保持良好的流动性,在喷嘴外与水混合要均匀充分,使喷补料成浆体,降低喷嘴的阻力。颗粒级配是影响流动性的主要因素,因此,喷补料应当拥有合.理的颗粒级配。
　　附着率
　　喷补料应当具有良好的附着率,避免在喷补过程中产生过多的废料,造成浪费。同时附着性与喷补料的使用性能有很大关系。附着率低意昧着同弹损失大,说明材料与原衬体的粘着性筹,这样一来很难保证新衬体与原衬体较好的粘结并形成新的统一体,同时新衬体也很难具有致密的结构。附着率与喷补料的粘性有关,故而,粘士的加量和粉料的比例需要精心选择。
　　耐用性
　　耐用性是耐磨性、强度、重烧线变化率、抗CO侵蚀性等的统一表现。喷补料的耐用性与材料本身有很大关系,所以应当根据部位和损毁情况确定喷补料的材质。除此之外,流动性和附着性也跟耐用性有很大关系。喷补料的损耗包括由渣引起的化学熔损、构造上和热引起的剥落、以及从壁面的剥离等。因此,为保证施工体的耐用性,需要保证良好的流动性,提高
　　附着率和附着强度。
　　国内外喷补料的性能现状
　　目前,国内外使用的喷补料的性能指标水平如表1中所列,表2、表3分别列出了日本和宝钢使用喷补料的各项性能指标,可以看出在性能方面还有提高的空问。热态喷补技术的使用效果,关键还在于在喷补维修计划中选择适当的喷补料。