從砌筑方法改進RH爐下部槽耐火材料的消耗
發布日期： 2021-07-02 12:45:02 閱讀量（798） 作者：魏臣以某鋼廠100tRH爐為例，其組成結構主要包括插人管、下部槽、中上部槽、熱彎管。其中下部槽與中上部槽通過法蘭螺栓連接，冶煉結束后下部槽與中上部槽可以分離開，便于爐內冷卻及檢修施工等工作。下部槽由外部鋼殼及內襯耐火材料組成。內襯耐火材料以外部鋼殼為導面砌筑，主要由爐底耐火材料及大墻耐火材料組成，分為隔熱襯、永久襯、工作襯等三部分，工作襯均采用電熔再結合鎂鉻磚(見圖l)。
圖1下部槽結構組成
2爐底檢修施工方法的改進該鋼廠RH爐下部槽爐底工作襯鎂鉻磚厚度為300mm,由于爐底磚縫較多，使用后爐底工作面坑洼不平，容易殘留冷鋼,檢修時采用的施工方法為爐底工作襯整體拆除重新砌筑。隨著耐火材料品質和施工質量的不斷提升，爐底工作襯使用一個周期后，殘磚厚度平均為260mm,該鋼廠RH爐平均爐齡為108爐，爐底工作襯磚侵蝕速率為：
V=(300-260)/108=0.37mm/爐
侵蝕速率較慢，殘磚可繼續使用2~3個周期，整體拆除爐底工作襯，該部位耐火材料未得到充分利用，造成材料浪費。
考慮拆除范圍對環流管第一環磚的重新砌筑工作的影響，結合實際情況，檢修時爐底部位只拆除與兩側環流管對應的中間區域，如圖2所示。黑色矩形內為拆除區域。重新砌筑時，使用打磨機將保留區域與拆除區域的邊緣打磨平整,磚與磚之間確?？p隙不大于1mm。此施工方法完全保留了爐底兩側的耐火材料。經實際生產使用后統計，保留區域耐火材料可使用三個周期。第四次檢修時由于保留區域殘磚厚度達不到安全系數，需整體拆除。整體爐底耐材面積為5.181m3,拆除面積為1.312m3。落實此項改進方案，可降低爐底工作襯耐火材料消耗比例為：
圖2爐底拆除區域
3第一環環流管磚施工方法的改進
由于環流管砌筑完成后為柱形磚體，與浸漬管對接后依靠外圍不定形耐火材料固定，環流管上升管一側有氬氣帶動鋼水上流，對環流管內壁造成巨大沖刷[3]，在諸多結構與環境因素影響下，環流管成為RH爐下部槽最薄弱環節。為了加強環流管整體性能,原始設計方案在砌筑前將環流管第一環異形磚用結合劑粘連，成為一環整體，砌筑時整環與下方浸漬管對接，如圖3所示。
圖3環流管
為了給整環環流管與浸漬管對接提供足夠的施工空間，檢修時必須對大墻耐火材料進行局部拆除，具體拆除方案見圖4。對位于環流管上方的兩側大墻拆除三角形區域，造成相應面積耐火材料的浪費。拆除區域鎂鉻磚數量為42塊、56塊或72塊，整個下部槽大墻磚數量為880塊。拆除“三角形”區域面積占整個下部槽大墻面積的比例為：
隨著環流管質量的提升，外圍不定形耐火材料的性能優化,施工過程中質量的精細控制，此種檢修方法，拆除面積大、材料浪費多，已不符合實際生產要求。
圖4挖三角區域與托磚
在生產加工第一環環流管階段，去掉成型之后將磚粘連為一整環這一工序，檢修時保持大墻工作襯不變,下方環流管第一環磚采取分塊逐步砌筑進槽體的相應位置,磚縫用耐火泥漿填滿，確保環流管立縫小于1nun[4]。環流管砌筑完成后外圍留設50~70mm的空隙并用木楔臨時固定m，再進行外圍不定形耐火材料的施工。此種施工方法省去“挖三角”的步驟，經實踐檢驗，完全滿足生產需要?？山档拖虏坎鄞髩ぷ饕r耐火材料消耗6.44%。
4大墻工作襯設置托磚
RH爐下部槽大墻1~8層工作襯鎂鉻磚直接接觸鋼水，受到鋼水與熔渣的滲透和侵蝕，冶煉間隙還存在冷鋼順壁流下時反應對表面造成的熔損，另外，長期的溫差，表面滲透層存在熱剝落[5]，損壞速率較快;8~22層工作襯受到鋼水和爐渣的濺射和熱輻射，損壞速率相對較慢。
以往下部槽大墻工作襯耐火材料砌筑方法為使用鎂鉻磚從爐底直接砲筑到大墻上口。大墻工作襯磚最薄弱的地方無法滿足下一個周期的生產要求時，將整個大墻磚進行拆除。該砌筑方法未考慮大墻下部與上部耐火材料使用情況的差異，拆除8~22層耐火材料存在較大浪費。
在大墻工作襯10層及16層位置分別設置材質與之相同的托磚，為避免檢修時托磚發生斷裂，托磚高度與二層大墻磚高度相同，磚長為工作襯加上永久襯厚度。在托磚下方在下部槽鋼殼上焊接水平鋼板，長度為鋼殼到永久襯長度，將托磚砲筑在鋼板之上。
采用以上砌筑方法。如果檢修時10層以下工作襯殘磚厚度不足以滿足下個周期的生產，而10層以上部位滿足生產，那么可以只拆除10層以下工作襯磚，保留10層以上所有耐火材料，如圖5所示。改進后的實踐數據顯示：大墻工作襯1~9層可使用3個周期，10~15層可使用6個周期，16~22層可使用9個周期。采用增設托磚的砌筑方法，可降低大墻磚消耗的比例為：
綜合第3、4兩條改進措施，可降低大墻工作襯鎂鉻磚消耗比例為：
P2=P3+P4=6.44%+34.85%=41.29%
圖5拆除托磚以下工作襯
5總結
本文通過改進爐底檢修方法、改進環流管施工方法、大墻工作襯設置托磚等三個方面，對RH爐下部槽砌筑方法進行了較大改進，優化了施工工藝，降低了耐火材料的消耗。爐底工作襯鎂鉻磚消耗降低49.78%，大墻工作襯鎂鉻磚消耗降低41.29%,為企業節能降耗作出了貢獻。
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