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1、2 0卷 6期 2 0 0 1 1 1 冶 金 能 源 4 9 加热 炉 用 耐火材 料 的现状 与 发展 趋 势 王 春友 曲元艇 薛鸿 雁(本 钢 集 团热 连 轧 厂)(鞍 钢 集 团 无缝 厂)(河 南濮 阳耐 火材 料 厂)摘 要结合 我 国加热 炉 用耐 火 材料 的现 状 与 加热 炉 用 耐火 材 料 上 取得 的科 研 成 果,对 加热 炉 用耐火 材料 的发 展趋 势进 行初 步 的探讨。关键词 加热 炉 耐火材 料 发 展趋势 TH E CURRENT S TATUS AND DEVELoPI NG TRENDS oF REFRACToRI ES FoR REHEATI
2、NG FURNACE W a ng Chu ny ou (Ho t C o n t i n u o u s S t e e l r o l l i n g P l a n t o f B e n x i I r o n a n d S t e e l Gr o u p Co Lt d)Qu Yu a n t i n g (S e a ml e s s S t e e l Tu b e P l a n t o f An s h a n I r o n a n d S t e e l Gr o u p Co mp a n y)Xu e Ho ngy a n (Pu y a n g Re f r a
3、 c t o r i e s C o mp a n y)Ab s t r a c t Th i s p a p e r d i s c u s s es t h e d e v e l o p i n g t r e n d s o f r e f r a c t o r i es for r e h e a t i n g f u r n a c e b a s e d o n t h e c ur r e n ta t u s a n d r e s e a r c h r es u l t s o f r e f r a c t o r i e s f o r r e h e a t i
4、 n g f ur n a c e Ke y wo r d s r e h e a t i n g f u r n a c e r e f r a c t o r i e s d e v e l o p i n g t r e n d s 1加 热 炉 用 耐 火 材 料 现 状概 况 我 国 目前 的 加 热 炉 用 耐 火材 料 一 般采 用 成 品砖或 不定 形耐火材料作工作层,用 轻质 砖或 轻 质浇注 料加纤 维制 品作保 温层 的传统 结构。随着 不 定 形 耐 火 材 料 的发 展,采 用 成 品砖 砌 筑 加 热 炉 的 厂 家 越 来 越 少。而 采 用 不 定 形 耐 火
5、材 料 整 体 浇 注 加 热 炉 的 厂 家 越 来 越 多。这 样 炉 子 的气 密性 和炉体寿命 都有较大 的提 高,但仍 有 一些 不 足 之 处,主 要 表 现 在 以下 几 个 方 面:推 钢式 加热 炉推钢滑 轨和平 台砖磨 损较 严重,造成推 钢困难甚至 出现拱钢。推钢式加 热炉 的水 冷 管 包 扎 块 易 掉,采 用 一 般 不 定 形 耐 火 材 料,振 动 不 到 位,施 工 十分 困难。不定 形 耐 火 材 料 烘 烤 时 间 太 长,稍 有 不 慎 炉 体 容 易 爆 裂。烧嘴砖 的寿命不能 与炉体寿命 同步,烧 嘴 砖 一 旦 损 坏,需 停 产 更 换,否 则
6、将影 响燃 烧 质量,甚 至造成 结焦堵塞影响生产。环形加 热 炉 隔 墙 容 易 被 坯 料 碰 撞,水 冷 管 护 砖 易 脱 落,如 遇 突 然 停 水,水 冷 管 变 形 造 成 隔 墙 倒 塌,停 产 更 换 时 间 长,工 人 劳 动 条 件 恶 劣,劳 动 强 度 大。2加 热 炉 用 优 质 高效 耐 火 材 料研 制 与 应 用 针 对 上 述存 在 的 问 题,耐 火 材 料 厂 家 和 研 究机构与有 关钢厂合作,成功地研制 出适合上 述 情 况 的 优 质 高 效 耐 火 材 料,创 造 出显 著 的经 济效 益和社 会效 益。2 1 高耐磨铬 刚玉质推 钢滑轨和平 台
7、砖 推钢 式加热炉 或 采用 出钢平 台(出钢槽)出钢 的 步进 式加 热 炉,其 滑 轨 和 出钢 平 台(出 钢 槽)需 采 用 具 备 耐 磨、耐 高 温 等 性 能 的 材 维普资讯 http:/ 5 0 冶 金 能 源 2 0卷 6期 2 0 0 1 1 1 料。现 在 该 部 位 一 般 采 用 熔 铸 制 品(锆 刚 玉、锆 莫 来 石 等),烧 结 制 品(棕 刚 玉 一 碳 化 硅 等)及 耐 热 钢。熔 铸 制 品 存 在 内 部 缩 孔 不 易 解 决,使用 中后期耐磨性 能下降;烧结制品为粘 土结 合,制 品 在 高 温 的强 度、耐磨 性、耐 侵 蚀 性 差;耐 热钢
8、 等金 属 材 料 变形 严重,耐 磨 性 也 较 差,且 更 换 困难,所 以使 用 上 述 材 料 存 在 寿 命 低、检修频繁等 问题,往往成 为整个轧钢过程 能 否 顺 利 进 行 的 限 制 性 环 节。P N S R 砖 于 1 9 9 6年 4月 正 式 由 河 南 省 科 委 立 项,1 9 9 6年 9月研制成功。其特 点为:应 用不 定形 耐火材 料 最 新 技 术 成 果,采 用 普 通 浇 注 法 生 产。产 品 具备高强、高密、耐磨、耐急冷急热、内外均 匀的特性,尤其 是 耐 磨 性极 佳(表 1)。经 在 首 钢、涟 钢、重 钢、太 钢、酒 钢、莱 钢、南 京 钢
9、厂、安 钢 等 5 0多 家 钢 厂 使 用 表 明,该 产 品 的 使 用 寿 命 为 目前 国 内 采 用 的 熔 铸 锆 刚 玉、锆 莫 来 石 及 棕 刚 玉一 碳 化 硅 砖 的 25倍,是 替 代 耐 热 钢 铸 件 及 熔 铸 锆 刚 玉类 推 钢 滑轨、平 台 砖 的 首 选 产 品。该 科 研 成 果 于 1 9 9 6年 1 1月 4日 通 过 了河 南 省 科 委 组织 的 科 技 成 果 鉴定,并 获 河 南 省 冶 金 建 材 工 业 厅 科 技 进 步 一 等 奖,该 科 研 产 品现 已开 始 批 量 出 口。表 1 平 台砖 滑轨 砖 主 要 理 化 指 标 2
10、 2 莫 来 石 自流 浇 注 料 自流浇 注 料 是 根 据 固态、流 体 理 论,结 合 耐火材料 的应用 特点而开发的高科技产 品,属 国 内首 创。自流 浇 注 料 可 借 助 自 身 重 力 的 作 用,不 经 振 动 而 脱 气 流 平,从 而 实 现 致 密 化。莫来 石 自流 浇 注 料 具 有 以下 优 点:流 动 性 好,有合理 的凝 固时间;强度高、寿命 长,有较好 的 保 温 性 能,耐 高 温、热 震 稳 定 性 好,抗 侵 蚀、耐 冲刷;且 可 采用 泵 送 机 械 化 施 工,省 工 省 力,缩 短 炉 子 砌 筑 时 间(表 2)。自流 浇 注 料 被 誉 为
11、第 四 代 浇 注 料,是 低 水 泥、超 低 水 泥、无 水 泥 浇 注 料 的替 代 产 品,尤 其 适 用 于加 热炉的水冷管包扎 系统等薄壁衬及各种窑炉 的 热修 补。该产 品作水 冷管 包扎 施工 维 修方便,不易脱落,寿命 在 一 年 以 上,已在 马钢 高 线 厂、邯钢 中板 厂、南 京轧钢 厂、湘钢高线厂等 2 0多个钢 厂 的加 热 炉 上使 用,效 果很 好。该 科 研 成 果 于 1 9 9 6年 1 1月 4日通 过 了河 南 省科 学 技 术 委 员 会 组 织 的科 学 技 术 成 果 鉴定,并 获 河南省冶金建材工业 厅科技 进步二等奖。表 2莫 来 石 自流 浇
12、 注料 主 要 理 化 指 标 性 能P NS F 1 P NS F 2 P NS F 6 P NS F 8 2 3 快干 防爆 浇注料 快 干 防 爆 浇 注 料 是 专 为 满 足 加 热炉 修 筑 时 间短,烘烤升温快 而开发 的高性 能浇注料(表 3),烘炉时间仅 3天,和常规 浇注料需 烘炉 7 天 以上 相 比,节 省 烘 炉 时 间 4天 以 上,可 为 企 业 赢 得 宝 贵 的 生 产 时 间。快 干 防爆 浇 注 料 有 普 维普资讯 http:/ 2 0卷 6期 2 0 0 1 1 1 冶 金 能 源 5 1 表 3快 干 防 爆 浇 注料 主要 理 化指 标 牌号 化
13、学成分 体 积密 度 g m 耐压 强度 MP a 抗折 强度 MP a 线 变化 率 Al 2 03 1 1 0 1 5 0 0 l l 0 1 5 0 0 最高使 用 温度 12 PN AH1 0 S 60 7 0 2 5 2 6 2 5 2 6 6 0 8 0 1 0 1 2 0 1 0 5 1 6 0 0 通 快 干 防爆 料 和 自流 快 干防 爆 料 两 大 类 别。快 干 防爆 浇 注 料 已在 济 钢 小 型 厂、太 钢 线 材 厂、承钢带钢、鞍钢 无缝等 2 0多家钢 厂 的加 热炉 上使用,是各种加热炉年修、大中修、以及发 展 极 快 的蓄 热 式 加 热 炉 理 想 用
14、料。2 4烧 嘴砖 烧嘴砖在加热炉上起点火 和稳 定燃烧 的作 用,直 接 与 火 焰 接 触,特 别 是 烧 重 油 的加 热 炉 工 况 更 差,寿命 一 般 不 长。烧 嘴 砖 一 旦 损 坏,将 影 响 烧 嘴 雾 化 质 量,造 成 能 耗 升 高,甚 至 结 焦 堵 塞,影 响 正 常 生 产。濮 耐 针 对 烧 嘴 砖 的工 作 特 点,开 发 研 制 出 烧 嘴 砖 专 用 浇 注 料(表 4),并摸索 出烧嘴砖独特 的制 作烘烤工艺,经 本钢、鞍钢等 十多家钢厂使用,其 烧嘴砖 的寿 命 是普通烧嘴砖 的二倍 以上,深 受广大加热炉 用 户 的欢 迎。2 5 环 形 加 热
15、炉 隔墙 预 制 件 环 形 加 热 炉 隔 墙 一 般 采 用 水 冷 支 撑 和 异 型 砖 砌 筑 的结 构 形 式,因装 出料 时 不 注 意 坯 料 碰 撞 水 冷 管护 砖 以及 突 然 断 水 等原 因,隔墙 较 容 易 损 坏,从 而 影 响 隔 墙 分 隔 效 果 和炉 温 正 常 控 制,如检修则影响生产组织且工人检修时条件 十分恶劣等。濮耐针对 环形加 热炉隔墙 的工作 特 点,开 发 研 制 出环 形 加 热 炉 活 动 插 入 隔 墙。该 隔 墙 取 消 水 冷 件,采 用无 水 冷 吊挂 结 构,更 换 隔 墙 时 不 用 停 产,仅 用 一小 时便 可 将 隔 墙
16、 更 换 好,且 不 用 烘 烤 可 直 接 随炉 升 温,经 衡 阳钢 管集团 1 9 9 6年 以来长期 使用,其寿命 在一 年 以上。该隔墙是采用独 特的材料 和特殊的工艺 制作而成。具有更换方便、节能、成本低等优 点,是环形加热炉 隔墙 以及其它形式加热炉隔 墙 的 理 想 产 品。3加热 炉 用 耐 火 材 料 的 发 展 趋势 上 述 产 品,经 过 多 年 的 生产 实 践 检 验,获 得 广 大 用 户 的一 致 肯 定 和好 评,为 用 户 创 造 了 可 观 的经 济 效 益 和社 会 效 益。因此 濮 耐 开 发 研 制的高耐磨 出钢平 台砖、滑轨砖,以及 自流浇 注料、
17、快干 防爆 浇 注料、自流快 干 防爆 浇 注 料、长 寿 命 烧 嘴 砖、活 动插 入 式 隔 墙 是 国 内 同 类 产 品 中 的 高效 优 质 产 品,采 用 上述 产 品 可将 维普资讯 http:/ 5 2 冶 金 能 源 2 0卷 6期 2 0 01 1 1 加 热 炉 提 高 一 个技 术档 次。随 着 濮 耐 产 品 的不 断 推 广 应 用,它 的 优 良性 能 必 将 为 更 多 的用 户 所认 同。在 加 热 炉上 采用 快 干 防 爆 浇 注 料、自 流浇注料、自流快 干防爆 浇注料,以及泵送机 械 化施 工 将 是 一 种 必 然 的趋 势,必 将 引起 广 大 热
18、工 工 作 者 的 极 大 兴 趣 和 关 注。(收 稿 日期:2 0 0 1年 6月)罗 文 泉编 辑(上 接 第 3 8页)多地 使 用 了普 通材 料,很 少 采 用 特 殊 材 料。尤 其 是 采 用 冷却 水缝 设 在 背 板上 结 晶器 设 计,由 于结 晶器 铜 板 不 用 加 工 冷 却水 缝 且 采 用 焊 接 连 接 螺 栓,铜 板 最 终 使 用 厚 度 仅 为 1 5 mm,大 幅 减 小 铜 板 厚 度 及 加 工 量,使 生 产 成 本 大 为 降 低。(3)采 用 I S t a r通 轴 套 装 分 节 辊 设 计。这是一种在普通碳素钢空 心轴 上套装辊套和轴
19、承 的导 向支 承 辊。这 种 结 构 的 优 点 有 三:以 常规轴承取代剖分轴承,减少辊 子高性能合金 钢 的 用 量,降 低 制 造 成 本 和 生 产 成 本;连 续 的通 轴 增 加 了 辊 子 刚 度,有 利 于 减 小 鼓 肚 量、提 高 铸 坯 质 量、降 低 漏 钢 率、延 长 轴 承 使 用 寿 命,降低生产成本;便 于维 护和检修,降低 生 产 成 本。(4)采 用 隧 道 式 二 冷 室 设 计。通 常 板 坯 连 铸机 设 计 都 有 一个 很 大 的 二 次 冷 却 室,消 耗 大 量 的不 锈 钢 材 料且 结 构 复 杂,不 利 于 铸 机 的 维 护 和 检
20、修,并且 排 蒸 汽 量 也 大。隧道 式 二 冷 室 是 在铸 流 导 向段 的 内 弧 侧 框 架 上 用 不 锈 钢 板 和 橡胶板 组成隧道形 的密封室,直接 安装 在各导 向段 上,用 料 很 少,结 构 简 单,密 封 室 空 问 小,密 封 效 果 好,有 利 于 铸 机 的 维 护 和 检 修,从 而 降低 了材 料、安 装 和 生 产 成 本。2 4操 作 方 便 在 以 往 的 连 铸 机 设 计 中,由于 中间 罐 车 的 工 作 位 置恰 在 结 晶 器 上 方,使 得 水 口的 人 工 操 作 和 结 晶 器 操 作 等 作 业 十 分 不 便。本 套 铸 机 在 中
21、 间罐 车 的 设 计 上 采 用 了半 龙 门式 中间 罐 车 设 计,将 中 间 罐 车 靠 近 铸 机 一 侧 的 车 轮 和 运行 轨 道高 架 起 来,这样 车 下 结 晶器 操 作 侧 变 得 非 常 宽 阔,大 大 改 善 了浇 铸 平 台尤 其 是 结 晶 器周 围 的作 业 环 境,给水 口和 结 晶器 的 操 作 带来 极 大 的方便。而且 中间罐 车的走行、升降、对 中等 驱动都采用 液压驱动,设备外形小,也使浇铸 平台空间更 加 宽 阔,便 于平 台上 的各种 作业。另外,由于采用隧道式二冷室设计,使扇形段 的安 装、维 护 和更 换 更 加 方 便 快 捷。3结 束 语 综上 所述,本 套 中薄板坯连铸机在机 械设 计上 大量 采用 了能够使连铸生产高效率、高质 量、低 成 本、易 操 作 的 具 有 独 创 性 的 先 进 技 术。这 些 先 进技 术 的 采 用 不 是 以增 加 投 资 为代 价,而是 以其 先进 的设计思想为基础,以不增 加 投 资 或 少 增 加投 资来 获 得更 大 的 效 益,为 鞍 钢 1 7 0 0中薄 板 坯 连 铸 连 轧 工 程 提 供 了 一 套 技 术 先 进、经 济 实用 的 成 熟 中薄 板 坯 连铸 机。(收 稿 日期:2 0 0 1年 7月)罗 文 泉编 辑 维普资讯 http:/