優化耐火材料的應用

　　對一包到底耐火材料的要求?；趽p毀機理的分析，可認為一包到底鐵水包耐火材料應具備如下特性：一是優異的抗熔渣性能;二是與脫硫劑低的反應性，耐脫硫劑的侵蝕作用;三是優異的抗熱震性能，不發生開裂和剝落;四是高的強度，優異的抗機械沖刷或沖擊性能;五是低熱膨脹性能;六是低的氣孔率。

　　現行一包到底鐵水包耐火材料的配置。在現行京唐一包到底鐵水包耐火材料的配置中，包沿和包底采用鋁硅系澆注料，包壁保溫層采用納米絕熱板，永久層采用葉蠟石磚雙層錯砌，渣線和包壁工作層采用鋁碳化硅碳磚豎寬磚型平砌，圍罐磚采用加長鋁碳化硅碳磚平砌，包底工作層采用底層豎寬磚型平砌和上層豎厚磚型側砌。

　　一包到底鐵水包耐火材料應用實踐。投產前期，京唐一包到底鐵水包壽命偏低，通過采取磚型設計和砌筑優化、工作襯材質和配置優化、永久層材質和配置優化、保溫性能優化、鐵水包運行管理優化等多項措施，逐步延長了鐵水包壽命，目前平均壽命達到210次。

　　磚型設計和砌筑。京唐公司鐵水包耐火材料內襯結構，原設計為緊貼鋼殼的外層20mm厚的耐火纖維氈，中間72mm厚的永久層澆注料和145mm厚的包壁工作層鋁碳化硅碳磚或165mm厚的渣線工作層。包壁和渣線磚采用豎厚磚型側砌，側砌磚有較多的豎直縫，上下層豎縫交錯不好，容易鉆鐵，大小頭磚體性能的均一性也較差。耐火纖維氈強度低，在烘烤和使用過程中，受到鐵水、工作層和永久層澆注料的擠壓而收縮變形，從而導致工作層的磚縫開裂，永久層產生較大較寬的裂紋，使得鐵水包在使用初期就多次出現漏鐵事故。目前，包壁和渣線磚改用160mm厚的磚豎寬磚型平砌。平砌磚有較少的豎直縫，上下層豎縫好交錯，豎直縫較少，大小頭磚體性能均一性較好，對延長鐵水包壽命有利。為了提高保溫性能，緊貼鋼殼放置了納米絕熱板。為了提高使用的安全性，將永久層改為2層錯縫砌筑的葉蠟石磚。

　　工作襯材質和配置。對于一包到底鐵水包用鋁碳化硅碳磚，結合渣線、包壁和包底等不同使用部位的實際損毀差異，針對性地分別配以不同性能的材料。對于渣線部位，著重考慮抗渣侵蝕性能和耐沖刷性;包壁部位則側重考慮抗脫硫劑侵蝕、抗剝落性和體積穩定性;包底充分考慮到材料耐沖刷或沖擊性和蠕變性，以緩和受鐵時產生的沖擊應力和膨脹應力。

　　在材料的選擇上，考慮了以下幾個方面：鐵包渣線材質由Al2O3-SiO2-SiC-C體系改為低SiO2的Al2O3-SiC-C體系，即采用低硅的鋁碳化硅碳磚;基質部分采用純度較高的剛玉原料，使材料的SiO2含量盡可能低，減小熔渣對材料的侵蝕。添加了合理量的SiC、石墨和金屬抗氧化劑，以增大材料表面與渣、鐵水的浸潤角，有效防止渣和鐵水的滲入，平衡了材料的抗侵蝕性、抗氧化性和抗機械沖擊性能;采用樹脂結合體系，高壓成型，降低材料的顯氣孔率，有利于減少熔渣和脫硫劑的滲透;高溫下，材料內部可形成有效的C-C結合，保證了高的強度，有利于提高抗沖擊性能。

　　永久層材質和配置。為了提高使用的安全性，永久層由澆注料改用葉蠟石磚。葉臘石磚具有較好的抗鐵渣侵蝕能力，能夠有效阻隔鐵水的穿漏;具有一定膨脹性，使用中可彌合砌縫，有助于減少磚縫鉆鐵的可能;在砌筑結構上通過兩層錯縫砌筑，可以防止永久層貫通縫的形成。

　　鐵水包保溫。通過采用納米絕熱板和鐵水包加蓋使用，優化保溫性能。鐵水包加蓋除了可以減少鐵水溫降以外，還可以提高空包耐火材料表面溫度，減少熱震損壞。

　　鐵水包運行管理。京唐公司通過縮短鐵水包在煉鋼區域的停留時間、運輸送重包時間、高爐下空包等待時間，加強對管控中心鐵鋼分調的管理，積極組織協調煉鋼、煉鐵、運輸各個部門相關人員，提高鐵水包的周轉率，減少鐵水包周轉包數，使得鐵水包周轉率由過去的3次/天提高到4.5次/天以上。