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摘要：為了提高熱軋高溫步進(jìn)式加熱爐的使用壽命，對加熱爐爐墻、立柱、圍堤、爐底所用的澆注料、搗打料的性能進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)不少品種耐火材料的荷軟溫度都小于1380℃的最高加熱溫度，有些甚至低于1300℃，因此，造成立柱及圍堤粘渣嚴(yán)重，針對加熱爐用耐火材料不能適應(yīng)工藝要求的特點，在所訂的標(biāo)準(zhǔn)中將耐火材料變形量0.6%的荷軟溫度提高到1400℃以上，對耐火材料的性能提出了相應(yīng)的要求，以減少爐襯的粘渣。 步進(jìn)梁式的軋鋼加熱爐用耐火材料一般為澆注料、可塑料居多、爐頂采用吊掛結(jié)構(gòu)，使用錨固磚加可塑料，在靠近爐殼鋼板的部位使用絕熱耐火材料，如輕質(zhì)隔熱磚、硅鈣板、纖維氈等材料、如某步進(jìn)梁式加熱爐加熱寬500~1600mm、長8000~10000mm的板坯，從20℃連續(xù)加熱到1250℃，生產(chǎn)能力只有270t/h。從類似的加熱爐用耐火材料要求看：耐火材料行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)只有軋鋼加熱爐永澆注料標(biāo)準(zhǔn)GB/T 22590-2008規(guī)定了軋鋼加熱爐爐溫區(qū)、中溫區(qū)、高溫區(qū)及水冷管部位的工作襯和隔熱用耐火澆注料的理化性能。工作襯的要求從化學(xué)成分看，只限定氧化鋁含量：物理性能涉及體積密度、強(qiáng)度、加熱永久線變化和抗熱震性，使用溫度分1300、1350、1400℃及1450℃共4個等級。隔熱襯用耐火澆注料的物理性能設(shè)計體積密度、強(qiáng)度、加熱永久線變化和導(dǎo)熱系數(shù)，對應(yīng)不同體積密度的材料使用溫度分700、800、1000、1100℃及1200℃共5個等級。按照這個標(biāo)準(zhǔn)，ZJ-65、ZJS-65及ZJ-703材質(zhì)的工作襯均可滿足1400℃以上使用溫度的要求，武鋼有數(shù)座使用溫度可達(dá)1380℃的高溫步進(jìn)梁式加熱爐，在使用中，經(jīng)常由于粘渣，每生產(chǎn)上萬噸鋼就必須清理粘渣、檢修，耗時長、成本高。為了分析產(chǎn)生問題的原因，了解耐火材料的性能，對同加熱爐內(nèi)使用的耐火材料情況進(jìn)行了調(diào)查，分析了各部位爐襯材料的性能，并相應(yīng)制定了企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。 1：不同部位耐火材料的性能及使用狀況 熱軋高溫步進(jìn)式加熱爐所用耐火材料必須考慮其性能要適應(yīng)生產(chǎn)的高溫要求，如立柱、步進(jìn)梁、底部所用耐火澆注料與爐墻、爐頂使用的可塑料，都直接接觸高溫使用環(huán)境，另外還有大量的含氧化鐵渣的黏附和侵蝕，因此與普通的加熱爐應(yīng)該有所區(qū)別。武鋼高溫步進(jìn)式加熱爐所用的幾種耐火材料的化學(xué)成分如下表1.
1.1 立柱與步進(jìn)梁用耐火材料分析 步進(jìn)梁與立柱粘渣嚴(yán)重，其用澆注料性能如表2.從表2看，變形量0.6%時立柱與步進(jìn)梁澆注料的荷重軟化溫度為1319℃，而變形量達(dá)到2%時僅為1342℃，這溫度區(qū)間很狹窄，變形量卻很大，如此性能，會造成立柱表面發(fā)軟，且澆注料內(nèi)液相物質(zhì)增加，易粘結(jié)鋼坯上落下的氧化鐵皮，也易于氧化鐵皮反應(yīng)形成粘稠的掛渣物。從結(jié)構(gòu)分析看，表面掛渣中含量高，估計是氧化鐵與耐火材料的侵蝕反應(yīng)有關(guān)，含氧化鋁的氧化鐵固熔物黏度增加，容易粘渣。
1.1 爐墻與爐底用耐火材料分析 爐墻出現(xiàn)變形，中間縮窄，底部變寬，容易出現(xiàn)開裂：爐底出現(xiàn)大量的氧化鐵渣堆積，影響生產(chǎn)。其所用澆注料、搗打料的性能如表3. 變形量0.6% 時爐墻、爐底搗打料的荷重軟化溫度為1213℃，變形量2% 時僅為1392℃，同樣會造成爐墻、爐底的粘渣，變形0.6時爐底澆注料的荷重軟化溫度為1324℃，變形量2%時僅為1352℃，如果變形增加，對于爐窯的安全使用不利，變形量0.6%時爐底使用的鎂鉻澆注料的荷重軟化溫度為1239℃，變形量2%時僅為1451℃，荷重軟化溫度有所增加，因此墊補(bǔ)鎂鉻澆注料利于保護(hù)爐底、爐墻，對于爐窯的安全使用有利，變形量0.6%的荷重軟化文有待進(jìn)一步提高，以控制液相量，減少爐渣黏附。 表3 爐墻爐底搗打料LD性能指標(biāo)
從耐火材料的使用及破損的情況分析看，耐火材料設(shè)計單位并不清楚高溫加熱爐所需要的耐火材料性能的變化與要求，它們一般關(guān)注如抗壓強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度、體積密度、高溫?zé)缶�變化率等性能。但從荷重軟化溫度等關(guān)鍵性能指標(biāo)看，耐火材料檔次低，爐窯容易粘渣。因此需要根據(jù)用戶的工藝特征改變爐窯耐火材料的選材依據(jù)：否則，被動的使用耐火材料生產(chǎn)商提供的材料，難以使用高溫鋼生產(chǎn)的要求 2 高溫加熱爐用耐火材料標(biāo)準(zhǔn)的制定 2.1 熱軋高溫加熱爐用高鋁質(zhì)耐火澆注料標(biāo)準(zhǔn) 熱軋高溫加熱爐用高鋁質(zhì)耐火澆注料按使用部位分為 水粱、立柱用高鋁質(zhì)耐火澆注料和爐底用高鋁質(zhì)耐火澆注料。水粱、立柱用高鋁質(zhì)耐火澆注料牌號為SJ-65C、SJ-70H：爐底用高鋁質(zhì)耐火澆注料牌號為LJ-85C 、LJ-85H。其中S、L、J分別為水粱、爐底、澆注料第1個字的漢語拼音首字母：SJ、LJ后面的數(shù)字表示產(chǎn)品的AL2O3含量。數(shù)字后面字母H表示有特定要求的材質(zhì)，C表示普通材質(zhì)要求。水粱、立柱、爐底用高鋁質(zhì)耐火澆注料的性能應(yīng)符合表5和表6的規(guī)定 表5 水粱、立柱用高鋁質(zhì)耐火澆注料性能指標(biāo)
表6爐底用高鋁質(zhì)耐火澆注料性能指標(biāo)
2.2 熱軋高溫加熱爐用鎂鉻質(zhì)耐火澆注料標(biāo)準(zhǔn) 熱軋高溫加熱爐用鎂鉻質(zhì)耐火澆注料牌號分為 JMG-72C 、JMG-72H。其中J為澆注料第1個字的漢語拼音首字母，M、G為鎂鉻的漢語拼音首字母：JMG后面的數(shù)字表示產(chǎn)品的MgO含量。數(shù)字后面字母H表示有特定要求的材質(zhì)，C表示普通材質(zhì)要求。熱軋高溫加熱爐用鎂鉻質(zhì)耐火澆注料的性能應(yīng)符合表7 表7軋鋼加熱爐用鎂鉻耐火澆注料性能指標(biāo)
結(jié)束語：（1） 針對生產(chǎn)高溫鋼用的步進(jìn)梁式加熱爐用耐火材料不能適應(yīng)工藝要求的特點，分析了所用耐火澆注料的性能，其在變形量0.6% 、2%的荷軟溫度普遍低于加熱溫度，因此引起粘渣的可能性增加。建議變形量為0.6%的荷軟溫度提高到1400℃以上，變形量2%的荷軟溫度提高到1500℃以上，以減少爐襯的粘渣。 （2）針對步進(jìn)梁式加熱爐的特殊加熱溫度需求，有針對性地建立了步進(jìn)梁式加熱爐用耐火澆注料的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，通過建立適應(yīng)高溫鋼生產(chǎn)的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，可以適當(dāng)價格，按照標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)質(zhì)選擇耐火材料，以推進(jìn)熱軋廠生產(chǎn)的技術(shù)進(jìn)步，減少爐襯檢修次數(shù)，降低生產(chǎn)成本 |
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