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                      鱼雷罐用Al2O3-SiC-C砖的发展趋势及应用现状

                      发布日期: 2020-11-12 10:37:25    阅读量(117)    作者:

                      随着洁净钢及转炉炼钢的发展,在鱼雷罐进行铁水预处理变得尤为重要,本文主要介绍了鱼雷罐用Al2O3-SiC-C砖的发展趋势及应用现状。

                      1、中国铁水预处理技术的发展背景

                      为了炼钢成本的进一步降低和冶炼更高洁净钢的要求,铁水预处理技术在世界钢铁制造业方面得到了广泛的应用。众所周知,铁水预处理技术拥有如下优点:(1)通过预处理有效的减少了精炼成本,尤其是活性石灰和耐材的使用增加了Mn和铁的收益;(2)减少炼钢过程中出渣量;(3)使得目前需求量较高的低P钢种,能够非常经济地进行生产。

                      中国在1985年开始应用铁水预处理技术(上海宝钢从日本引进了这一技术),最初阶段,脱硫率只有20%,在1996年,上海宝钢的脱硫率达到了100%,在1998年,脱磷和脱硅工艺被应用,脱磷和脱硅率相应的从8-13%增加到了10-15%。

                      表1为中国近几年主要钢铁厂的鱼雷罐容量,事实上,近期中国的鱼雷罐铁水预处理技术应用比例只有30%,而在发达国家已经达到了90%,我国相对还比较低。

                      表1中国部分钢厂鱼雷罐的容量

                      目前国内主要铁水预处理工区放在转炉厂的铁水包里进行,特别是脱硫技术快速推广,预计2015年铁水包预脱硫比率80%,关于铁水包脱硫用耐火材料不是本文讨论范围。

                      2.中国鱼雷罐耐材进展

                      从1985年上海宝钢引进铁水预处理技术以来,鱼雷罐工作层耐材主要为粘土砖,头三年主要从日本进口,寿命为680炉,平均脱硫率为20%。从1988年,国内开始出现粘土砖并且寿命与进口砖相比不相上下。从1991年,自脱硫率增加到80%粘土砖生产不再能够满足服务需求,因而Al2O3-SiC-C砖开始发展并广泛应用于鱼雷罐工作层,寿命为1200炉。在2000年,全部都开始采用在鱼雷罐中进行铁水预处理技术即脱磷和脱硅工艺之后,并且在精炼处理剂也发生改变的情况下,渣线工作层耐材寿命急剧降到900炉,基于这些情况,烧成ASC产品被应用到渣线,冲击区部位,目前宝钢鱼雷罐寿命为1000炉。国内鱼雷车工作层大部分使用寿命在1000次以上,加上中修或湿法喷补,使用寿命可以在1200次以上这取决于每个用户对成本的敏感程度。由于钢厂对耐火材料采购由单一的购买材料向整体承包模式转变采取更适合维修技术来延长使用寿命是以后的发展方向。在北美地区,采用一种材料ShotingConcrete来进行修补,在冷态下喷补15-20CM,使用到150-200次,进行循环修补,使用寿命可以达到3000次。目前,国内宝钢股份罗泾钢厂260吨鱼雷罐采用浙江自立股份有限公司湿法喷涂技术进行修补,有关试验还在探索之中。

                      鱼雷罐衬的设计主要依赖于生产者的特殊要求,事实上根据不同鱼雷罐的产能不同,铁水预处理技术应用不同,国内钢厂都会根据自己的情况来确定耐材种类,然而,目前国内鱼雷罐主要用ASC不烧砖,苛刻部位有点采用ASC烧成砖。

                      2.1中国ASC产品的主要原材料

                      国内ASC产品的主要原材料为:矾土,烧结或者电熔刚玉,碳化硅,石墨等等。为了增加产品对铁水和渣的抗剥落和侵蚀性能,有时会在产品原材料中添加蓝晶石,硅线石,红柱石,叶腊石,尖晶石和镁砂,并且为了增加产品的抗氧化性能,通常也会采用一些抗氧添加剂,通常为金属硅和金属铝。

                      矾土方面,一般选择低碱度的,这并不是为了得到更好的抗渣性能,而是要得到更好的抗热震性能,见表2是国内ASC砖的主要原材料的典型指标:

                      表2中国ASC砖用耐火原材料的典型指标

                      众所周知,国内耐材原料的价格比国外便宜,由于能源匮乏和政府政策调整以及环保的要求,目前矾土烧结和电熔刚玉,碳化硅和石墨等的价格急剧增长,这对国内耐材工业是个挑战,也将影响到世界耐材市场。

                      2.2中国鱼雷罐的ASC砖的产品指标

                      1999年,中国耐材技术委员会标准委员会出版了鱼雷罐用ASC产品指标,见表3。这只是供制造商和客户参考的指标,并不是双方达成的必须遵守的要求指标。事实上,耐材供应商会根据客户要求生产ASC砖。总体上国内ASC产品的化学成分范围是:Al2O360~85%,SiC2~16%,C5~16%。

                      表3中国ASC产品的规格(YB/T164-1999)

                      中国在1986年开始研究鱼雷罐用ASC产品,在1993年国内生产的ASC产品应用于宝钢,1996年,中国开始出口ASC产品,2003年ASC砖的总产量为估计在30,000吨左右,一半被出口海外。至2010年年ASC产量和国内主要制造商的市场占有情况见表4。从表1中可以看出从2000年以后,国内多家钢厂陆续采用鱼雷车来运输铁水,可以预见未来鱼雷车会作为运输铁水主要设备。

                      目前国内的ASC产能相对较低,然而,考虑到总钢铁产能,2010年超过6亿吨,和铁水的预处理技术的低利用率(少于30%)越来越多的钢铁公司开始采用铁水预处理技术,在未来5-10年年内,鱼雷罐的ASC砖的需求会增加,按照吨铁消耗0.30?0.40千克/吨钢ASC砖,按照5.68亿吨钢产量,铁水产量按照5亿吨来估算需要15-20万吨ASC砖。尽管去年生产ASC砖的原材料成本增加了,但与发达国家相比,中国在这方面的竞争力依然很强,因此ASC砖的出口也同比增加了。

                      表42010年中国ASC砖的销量和市场分布


                      3.中国ASC砖在鱼雷罐中的应用

                      如前面所提到的,中国在1993年开始生产鱼雷罐用的ASC产品。因为上海宝钢集团是引进320吨鱼雷罐铁水预处理技术后,才使中国冶金工业拥有鱼雷车使用技术,因此它可以理所当然的作为在中国ASC砖应用在鱼雷罐中的例子。

                      起初鱼雷罐的工作衬使用的是粘土砖,ASC砖仅作为冲击区。随着铁水预处理技术的发展,粘土砖已经不能更好的满意服务寿命的要求,因此,中国在1993年开发了ASC产品作为鱼雷罐工作衬用耐材。1998年,由于在铁水预处理过程中引入了脱硅和脱磷处理技术,鱼雷罐的使用寿命再次下降。2001年,开发了烧成ASC砖,用以满足新的需求。目前有选择性的使用内衬的概念已为鱼雷罐应用使用寿命约为1000炉。表5列出了鱼雷罐用Al2O3-SiC-C砖的主要性能,表6中列出上海宝钢鱼雷罐在1985?2002年间所使用的耐材产品及使用寿命情况。

                      表5宝钢鱼雷罐用ASC砖的标准理化性能

                      表6宝钢鱼雷罐的使用寿命和工作衬


                      为了进一步提高鱼雷罐的使用寿命,在使用过程中对工作衬进行适当的维修工作是必要的,也是非常有效的。图1和图2所示分别为宝钢鱼雷罐没有预处理工艺和有脱Si和脱P处理工艺的不同的维修模式。图3是采用浇注料修复锥形区域的模式。根据宝钢的经验,在750炉时使用浇注料对侵蚀严重的部位进行修理,服务寿命将增加200炉。

                      由于铁水预处理工艺的不同,不同的公司其ASC的具体消耗量也不同。据统计,在中国,从1994年到2002年,鱼雷罐用ASC的平均消耗约为0.25?0.40千克/吨钢。

                      图1无脱Si和脱P处理的修理模式

                      图2有脱Si和脱P处理的修理模式

                      图3鱼雷罐锥部的维修模式

                      4.结论

                      通过对国内钢厂选用鱼雷罐情况初步总结,进入二十一世纪鱼雷罐越来越被钢厂选用为运输铁水的主要设备,在未来新建与扩建钢铁项目中,将成为主要运输铁水设备,考虑到铁水预处理技术普及,将来在鱼雷罐铁水预处理比率会越来越大。

                      鱼雷罐衬用ASC砖生产与技术经过近二十年发展,生产与应用技术成熟,完全可以满足国内生产需要,随着鱼雷罐普及ASC砖在未来5-10年还有发展空间,同时可以在国际市场有所表现。

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