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宝钢混铁车内衬耐火材料的研究

作　者: 宋飞
导　师: 于景坤
学　校: 东北大学
专　业: 冶金工程
关键词: 混铁车铁水预处理内衬耐火材料 Al2O3-SiC-C砖 Al2O3-C砖
分类号: TF341.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要

宝钢目前有混铁车76台,1998年3月宝钢二炼钢投产后,开始在混铁车内进行三脱铁水预处理工艺,造成混铁车内衬耐火材料蚀损加剧,使用寿命从1200炉降至850炉左右,降低了30%,检修工作大幅度增加,危及到正常生产运行。本论文从分析宝钢三脱铁水预处理生产工艺、以及三脱工艺下混铁车不同部位的蚀损情况、混铁车不同部位内衬耐火材料的蚀损机理入手,确定了研制开发混铁车内衬用耐火材料的研制方向。在研制过程中,通过制定实验室试验方案,对内衬耐火材料关键成分的选择和比例、以及不同添加剂对制品抗氧化性、抗渣侵蚀性、抗冲刷性以及抗热震性等的影响进行了研究,得出如下结论：(1)在不烧Al2O3-SiC-C砖中添加金属抗氧化剂的同时添加特殊抗氧化剂和特殊添加剂,能大幅度提高砖的抗氧化性能,提高砖的高温强度。(2)在不烧Al2O3-SiC-C中添加的适量特殊添加剂能进入石墨层间,提高石墨层间的结合力,进而提高砖的高温强度,同时,还能显著地降低砖的热膨胀系数和弹性模量。(3)特殊抗氧化剂和特殊添加剂在一定范围内还会影响砖的抗侵蚀性能,由于特殊抗氧化剂降低了石墨的氧化速度,使石墨的优越性得以充分发挥,提高了砖的抗侵蚀性能和抗渗透性能。(4)在三脱工艺条件下(Na2CO3处理剂),为提高砖(尤其是渣线砖)的使用寿命,应采用高碳、低SiO2、适量SiC的化学组成。在实验室研究的基础上,研制开发了烧成Al2O3-C砖和不烧Al2O3-SiC-C砖,分别用于混铁车直筒部顶部和其余部位。通过研制产品在宝钢混铁车上的现场使用,混铁车的使用寿命提高了25%。通过课题研究和研制砖的使用,取得了以下的使用效果：(1)混铁车直筒部顶部使用烧成Al2O3-C砖,在使用过程中均匀蚀损,有效解决了不烧Al2O3-SiC-C砖在使用前期的严重氧化造成的剥落以及背部氧化问题,使用炉龄达到了650炉,比原使用不烧Al2O3-SiC-C砖的使用寿命提高了一倍。(2)研制的烧成Al2O3-C砖和不烧Al2O3-SiC-C砖在混铁车上进行配套使用,使混铁车内衬各个部位做到均匀、同步蚀损,即在混铁车大修时,各个部位耐火材料的残存厚度均同步到达大修标准,最大限度地发挥耐火材料的作用,达到减少中修次数,降低耐火材料单耗的目的。(3)研制的烧成Al2O3-C砖和不烧Al2O3-SiC-C砖在混铁车上进行配套使用,使混铁车的大修平均炉龄提高了300炉以上,2005年大修平均炉龄达到1100炉,降低了吨铁耐火材料的单耗。

全文目录

摘要  5-7
Abstract  7-11
第一章绪论  11-16
  1.1 混铁车的使用及发展概况  11-14
    1.1.1 混铁车在宝钢的使用  11
    1.1.2 宝钢的铁水预处理生产工艺  11-13
    1.1.3 宝钢混铁车内衬耐火材料的改进  13-14
    1.1.4 日本川崎制铁与宝钢的比较  14
  1.2 课题背景  14-15
  1.3 主要研究内容与方法  15-16
    1.3.1 研究内容  15
    1.3.2 研究方法及思路  15-16
第二章混铁车内衬耐火材料损毁机理  16-23
  2.1 宝钢混铁车内衬耐火材料的损毁情况  16-18
    2.1.1 炉口部位  16
    2.1.2 炉内铁水冲刷部  16-17
    2.1.4 脱硫枪喷流冲刷部位  17
    2.1.5 锥体部中下部  17-18
  2.2 影响不烧Al_2O_3-SiC-C砖(以下简称不烧ASC砖)损毁的因素  18-23
    2.2.1 铁水预处理的插枪方式  18-19
    2.2.2 铁水预处理粉剂  19-21
    2.2.3 吹氧工艺  21-23
第三章混铁车内衬不烧ASC砖的研制  23-37
  3.1 研究的主要内容  23
  3.2 实验室试验  23-35
    3.2.1 原材料的选择  23-24
    3.2.2 试验方案和试验方法  24-26
    3.2.3 试验结果与分析  26-35
  3.3 实验室试验小结  35
  3.4 工业生产  35-36
  3.5 试验砖的工业性试验  36-37
第四章混铁车直筒部顶部用烧成AC砖的研制  37-43
  4.1 原材料的选择  37-38
  4.2 提高耐火材料的强度  38-40
  4.3 降低砖的气孔率  40
  4.4 研制的混铁车顶部用烧成AC砖理化性能指标测试值  40-42
  4.5 小结  42-43
第五章混铁车用耐火材料的工业性试验  43-51
  5.1 新研制不烧ASC系耐火材料的工业性试验  43-47
    5.1.1 实际使用情况  43-45
    5.1.2 工业性试验车的耐火材料吨铁单耗比较  45-46
    5.1.3 小结  46-47
  5.2 混铁车直筒部顶部用烧成AC砖的工业性试验  47-51
    5.2.1 新研制的烧成AC砖在试验车上的实际使用情况  47-49
    5.2.2 烧成AC砖的使用效果和结论  49-51
第六章结论  51-52
参考文献  52-54
致谢  54

宝钢混铁车内衬耐火材料的研究

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