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从砌筑方法改进RH炉下部槽耐火材料的消耗

发布日期: 2021-07-02 12:45:02    阅读量(368)    作者:魏臣

以某钢厂100tRH炉为例,其组成结构主要包括插人管、下部槽、中上部槽、热弯管。其中下部槽与中上部槽通过法兰螺栓连接,冶炼结束后下部槽与中上部槽可以分离开,便于炉内冷却及检修施工等工作。下部槽由外部钢壳及内衬耐火材料组成。内衬耐火材料以外部钢壳为导面砌筑,主要由炉底耐火材料及大墙耐火材料组成,分为隔热衬、永久衬、工作衬等三部分,工作衬均采用电熔再结合镁铬砖(见图l)

RH炉下部槽结构组成

1下部槽结构组成

2炉底检修施工方法的改进该钢厂RH炉下部槽炉底工作衬镁铬砖厚度为300mm,由于炉底砖缝较多,使用后炉底工作面坑洼不平,容易残留冷钢,检修时采用的施工方法为炉底工作衬整体拆除重新砌筑。随着耐火材料品质和施工质量的不断提升,炉底工作衬使用一个周期后,残砖厚度平均为260mm,该钢厂RH炉平均炉龄为108炉,炉底工作衬砖侵蚀速率为:

V=(300-260)/108=0.37mm/

侵蚀速率较慢,残砖可继续使用2~3个周期,整体拆除炉底工作衬,该部位耐火材料未得到充分利用,造成材料浪费。

考虑拆除范围对环流管第一环砖的重新砌筑工作的影响,结合实际情况,检修时炉底部位只拆除与两侧环流管对应的中间区域,如图2所示。黑色矩形内为拆除区域。重新砌筑时,使用打磨机将保留区域与拆除区域的边缘打磨平整,砖与砖之间确保缝隙不大于1mm。此施工方法完全保留了炉底两侧的耐火材料。经实际生产使用后统计,保留区域耐火材料可使用三个周期。第四次检修时由于保留区域残砖厚度达不到安全系数,需整体拆除。整体炉底耐材面积为5.181m3,拆除面积为1.312m3。落实此项改进方案,可降低炉底工作衬耐火材料消耗比例为:



2炉底拆除区域

3第一环环流管砖施工方法的改进

由于环流管砌筑完成后为柱形砖体,与浸渍管对接后依靠外围不定形耐火材料固定,环流管上升管一侧有氩气带动钢水上流,对环流管内壁造成巨大冲刷[3],在诸多结构与环境因素影响下,环流管成为RH炉下部槽最薄弱环节。为了加强环流管整体性能,原始设计方案在砌筑前将环流管第一环异形砖用结合剂粘连,成为一环整体,砌筑时整环与下方浸渍管对接,如图3所示。


3环流管

为了给整环环流管与浸渍管对接提供足够的施工空间,检修时必须对大墙耐火材料进行局部拆除,具体拆除方案见图4。对位于环流管上方的两侧大墙拆除三角形区域,造成相应面积耐火材料的浪费。拆除区域镁铬砖数量为42块、56块或72块,整个下部槽大墙砖数量为880块。拆除三角形区域面积占整个下部槽大墙面积的比例为:


随着环流管质量的提升,外围不定形耐火材料的性能优化,施工过程中质量的精细控制,此种检修方法,拆除面积大、材料浪费多,已不符合实际生产要求。


4挖三角区域与托砖

在生产加工第一环环流管阶段,去掉成型之后将砖粘连为一整环这一工序,检修时保持大墙工作衬不变,下方环流管第一环砖采取分块逐步砌筑进槽体的相应位置,砖缝用耐火泥浆填满,确保环流管立缝小于1nun[4]。环流管砌筑完成后外围留设50~70mm的空隙并用木楔临时固定m,再进行外围不定形耐火材料的施工。此种施工方法省去挖三角的步骤,经实践检验,完全满足生产需要。可降低下部槽大墙工作衬耐火材料消耗6.44%

4大墙工作衬设置托砖

RH炉下部槽大墙1~8层工作衬镁铬砖直接接触钢水,受到钢水与熔渣的渗透和侵蚀,冶炼间隙还存在冷钢顺壁流下时反应对表面造成的熔损,另外,长期的温差,表面渗透层存在热剥落[5],损坏速率较快;8~22层工作衬受到钢水和炉渣的溅射和热辐射,损坏速率相对较慢。

以往下部槽大墙工作衬耐火材料砌筑方法为使用镁铬砖从炉底直接砲筑到大墙上口。大墙工作衬砖最薄弱的地方无法满足下一个周期的生产要求时,将整个大墙砖进行拆除。该砌筑方法未考虑大墙下部与上部耐火材料使用情况的差异,拆除8~22层耐火材料存在较大浪费。

在大墙工作衬10层及16层位置分别设置材质与之相同的托砖,为避免检修时托砖发生断裂,托砖高度与二层大墙砖高度相同,砖长为工作衬加上永久衬厚度。在托砖下方在下部槽钢壳上焊接水平钢板,长度为钢壳到永久衬长度,将托砖砲筑在钢板之上。

采用以上砌筑方法。如果检修时10层以下工作衬残砖厚度不足以满足下个周期的生产,而10层以上部位满足生产,那么可以只拆除10层以下工作衬砖,保留10层以上所有耐火材料,如图5所示。改进后的实践数据显示:大墙工作衬1~9层可使用3个周期,10~15层可使用6个周期,16~22层可使用9个周期。采用增设托砖的砌筑方法,可降低大墙砖消耗的比例为:


综合第34两条改进措施,可降低大墙工作衬镁铬砖消耗比例为:

P2=P3+P4=6.44%+34.85%=41.29%

 

5拆除托砖以下工作衬

5总结

本文通过改进炉底检修方法、改进环流管施工方法、大墙工作衬设置托砖等三个方面,对RH炉下部槽砌筑方法进行了较大改进,优化了施工工艺,降低了耐火材料的消耗。炉底工作衬镁铬砖消耗降低49.78%,大墙工作衬镁铬砖消耗降低41.29%,为企业节能降耗作出了贡献。

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