脫硫噴槍及其耐火澆注料的研究與應(yīng)用.pdf

1、本文針對重鋼脫硫噴槍爐齡比較低，極大影響脫硫設(shè)備處理鐵水能力和嚴(yán)重浪費耐火材料資源的問題進行了實驗室和工業(yè)生產(chǎn)性的研究。首先實地考察了重鋼現(xiàn)場脫硫噴槍的工作環(huán)境和損毀現(xiàn)象；進而設(shè)計了脫硫噴槍用澆注料的改良方案，研究了澆注料關(guān)鍵組分對其性能的影響，優(yōu)化了其成分配比；針對改進前后的澆注料進行了對比實驗，分析了脫硫噴槍用澆注料損毀的原因以及高溫使用性能提高的原因，并將改進后的耐火澆注料進行了工業(yè)性試用。 借助X射線衍射、偏光顯微鏡、相

2、圖和Materials studio軟件對耐火材料進行了檢測、研究和開發(fā)等工作，得到了以下結(jié)論： 1．在添加Al<,2>O<,3>和SiO<,2>微粉對澆注料的燒結(jié)性能和莫來石化的影響實驗研究中發(fā)現(xiàn)，加入Al<,2>O<,3>和SiO<,2>微粉均有利于試樣的燒結(jié)。無定形態(tài)SiO<,2>微粉的純度越高，試樣的莫來石生成量也越高。 2．在添加尖晶石微粉改善耐火澆注料性能的實驗研究中發(fā)現(xiàn)，平均粒徑為1μm左右，原料的燒結(jié)性顯

3、著提高。Al<,2>O<,3>/MgO比為75/25，粒徑為1μm左右的尖晶石微粉應(yīng)用于澆注料，耐渣滲透性將大幅度地提高。 3．在添加446<'＃>撐鋼纖維改善耐火澆注料性能的實驗研究中發(fā)現(xiàn)，試樣的韌性指數(shù)隨鋼纖維的含量增加而增大，鋼纖維的含量低于2％，35mm長的鋼纖維與25mm長的鋼纖維的韌性效果表現(xiàn)基本一致，當(dāng)鋼纖維的含量超過2％，35mm長的鋼纖維比25mm長的鋼纖維的韌性效果要好；普通澆注料和低水泥的澆注料的抗沖擊性都

4、隨鋼纖維的含量增加而提高，其中應(yīng)用于低水泥的澆注料比普通澆注料的抗沖擊性要好；446<'＃>鋼纖維在澆注料中的適宜用量為1％～1.5％。 4．耐火澆注料經(jīng)改良后，試樣的抗熱震性能有顯著的提高。渣線部位試樣的抗熱震次數(shù)平均為52次，非渣線部位試樣的抗熱震次數(shù)平均為61次，而在改良前試樣的抗熱震次數(shù)平均僅為33次。熱震失效主要是因為試樣中含有一些不穩(wěn)定礦相，當(dāng)其向穩(wěn)定礦相轉(zhuǎn)變時產(chǎn)生了比較大的體積變化，引起了組織應(yīng)力，并且實際生產(chǎn)作業(yè)

5、中使噴槍產(chǎn)生的溫度梯度導(dǎo)致了熱應(yīng)力，二者的共同作用在其缺陷部位產(chǎn)生了很大的集中應(yīng)力，致使裂紋萌生并擴展。 5．耐火澆注料經(jīng)改良后，抗渣侵蝕性能有顯著的提高，試樣平均侵蝕深度為1.6mm，侵蝕面積為189mm<'2>；而在改良前的試樣，平均侵蝕深度為2.8mm，侵蝕面積為260mm<'2>。侵蝕的主要原因是渣浸入了澆注料內(nèi)部且和澆注料發(fā)生一系列物理化學(xué)反應(yīng)，生成了低熔點礦物CAS<,2>(鈣長石)、C<,2>AS(鋁方柱石)、KA

6、S<,2>(鉀霞石)、KAS<,6>(鉀長石)等。這不僅增加了液相量，而且在這些反應(yīng)中還伴隨較大的體積效應(yīng)，從而導(dǎo)致耐火材料的熔蝕、剝落等損壞。6．通過模擬重鋼噴槍工作環(huán)境下的結(jié)瘤實驗現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)，噴槍在噴吹時，槍頭部分的鐵水溫度有很大地下降，于是脫硫粉劑和鐵水的混合物就粘結(jié)在槍頭，結(jié)瘤越結(jié)越緊，最后幾乎堵住槍口，槍頭在高壓氣體的推力下形成穿孔。 按照對脫硫噴槍改良的成果，在重鋼股份公司煉鋼廠四高爐進行了試用。噴槍改進后使用平均爐次