2022年KR脱硫搅拌器长寿命综合技术研究报告与应用.docx

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1、精品学习资源KR脱硫搅拌器长寿命综合技术的争论与应用欧阳德刚 1刘守堂 2李具中 21、武钢争论院2 、武钢炼钢总厂） 摘要 依据 KR 脱硫搅拌器的破旧形式，分析了搅拌器金属芯结构、工作衬耐火材料、现场爱护热修料与热修工艺 多因素对搅拌器使用寿命的影响关系，从搅拌器制备到使 用全过程把握的观念，制定了延长搅拌器使用寿命的综合 技术方案；通过三方面技术争论、多方面技术综合以及工 业性试验，获得了牢靠的长寿命综合技术，并在实际生产 应用，使搅拌器使用寿命稳固在730 次/ 支以上；关键词：铁水脱硫搅拌器破旧形式金属芯寿命Application and research on the Long L

2、ife Technology of stirrer in KR desulphurizationOuyang Degang 1Liu Shoutang2Li Juzhong21.Rrsearch and Development Center of Wuhan Ironand Steel group） Corp 2.Steel-making General Factory of Wuhan Iron andSteel group） Corp Abstract After the analyzing of the damage formsofstirrerinKR desulphurization

3、,theinfluence of the metal core s configuration, refractory ofworkliner,heatmendingmaterialandmending欢迎下载精品学习资源technology on the life of stirrer was particularlydiscussed in this paper. Based on the concept to control the whole course from stirrer s manufacture to using, the integrating technology t

4、oprolong life of stirrer is set down. Here the integratingtechnology with new developedcastables,themetalcoresconfiguration, mending material and repairingtechnics were used onthe improved stirrer in the industry, which prolong the life of stirrer to 730 times successfully.Key words: desulphurizatio

5、n of hot metal, stirrer,damage form, metal core, life 1、引言KR 搅拌脱硫以其脱硫效率高，脱硫剂消耗少，作业时间短，金属耗损低等特点受到了钢铁冶金科技工作者的广泛关注 1 ， 2 ；随着系统设计、设备制造、操作工艺与现场爱护等技术的不断完善，使KR 搅拌脱硫的技术特点得到不断的出现 1-4，成为钢铁冶金企业铁水脱硫预处理的 投资热点 1,3,4；我国自武钢 其次炼钢厂 热震稳固性能优良，以抵抗高低温频繁交替骤变引起的温差热应力破旧；2 致密高强，以抵抗铁水的猛烈冲刷磨损； 3）抗渗透、抗渣蚀性能优良，以抵抗高温铁水与脱硫渣的渗透、腐蚀引起

6、的破旧；针对搅拌器的金属芯与工作衬耐火材料的复合体结构特点，由于两种材料之间性能的巨大差异以及脱硫过程中不同阶段搅拌器热物理状态的显著区分，导致脱硫过程中搅拌器复合体内应力交替变化；此外，锚固件的结构形 式、布置方式、结构尺寸的不合理将直接影响到搅拌器复合体间的连接强度；因而对搅拌器金属芯结构提出了缓解内应力与增强整体性的要求；搅拌器的热修可有效地填充工作衬上的破旧缺陷，因而，作为一项常规的延长搅拌器使用寿命的手段在国内外铁水搅拌脱硫过程中的到广泛的应用，并作为一项考核内容引入生产操作规程；然而，搅拌器频繁的冲刷、渗透与腐蚀，引起工作衬耐火材料性能不断变化，导致修补层粘合强度低、高温收缩脱落严

7、肃；此外，常规的包裹修补方式只是防止了破旧缺陷的外露，未能达到破旧缺陷的致密欢迎下载精品学习资源填充与破旧愈合的修复目的；因而，对修补料与热修工艺提出了施工适应性强、结合强度高、体积稳固性好、热震稳固性优以及热修填充密实的技术要求；3、延长搅拌器使用寿命综合技术的争论与应用依据上述争论提出的延长搅拌器使用寿命综合技术措施，分别依据分析制定的技术要求进行了搅拌器工作衬耐火浇注料、搅拌器金属芯结构、热修材料与工艺的争论；3.1 搅拌器工作衬耐火浇注料的争论选择一般电熔莫来石为主要原料，粒度为 8 5 mm、5 3 mm、3 1 mm、 1 mm的骨料和 0.088 mm 的粉料，1 mm的焦宝石为

8、组合骨料，特级高铝熟料 0.088 mm 为主要粉料， 0.108 mm 蓝晶石为高温膨胀材料，Al-80水泥和 -Al 2O3 微粉、 SiO2 微粉为复合结合剂，耐热钢纤维为增强材料7 ；表 1 为几种主要原材办理化性能；利用电熔莫来石弹性模量低的性能，改善浇注料的热震稳固性能；利用焦宝 石低熔点杂质促进烧结、抵抗渗透；利用蓝晶石的高温不 可逆膨胀性能，改善浇注料的烧后线变化，缓解搅拌器复合体内应力；利用高纯微粉与水泥复合结合剂，提高浇注料的耐火性能与抗腐蚀性能；利用耐热钢纤维的拉拔增韧效应，增进浇注料的力学性能与抗磨损性能；通过试验室的配方调整与理化性能检测，依据确定的浇注料性能改进要求

9、，完成了浇注料的配方优化，表 2 为研制浇注料的理欢迎下载精品学习资源化性能检验结果；由表可见，研制的浇注料常温、中温与高温结合强度大，烧后线变化率合理，热震稳固性优良， 化学成分合理，达到了确定的工作衬耐火材料综合性能要求；表 1 各种主要原材办理化性能指标Table1 Chemical composition and properties of mainraw materials化学组成 w）%真密度欢迎下载精品学习资源原料Al 2O3SiO2CaOFe2 O3K2O+Na2O/g -3欢迎下载精品学习资源石蓝晶石致密刚55.7240.680.141.13玉细粉98.50.5一般电熔莫来）

10、71.7220.652.84欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源焦宝石 42 0.73.50.44 0.2 3.6欢迎下载精品学习资源Al-80水泥 -Al 2O3 微粉SiO2 微粉79.770.1619.110.1699.050.080.140.303.95 92欢迎下载精品学习资源表 2浇注办理化性能对比Table 2 Chemical composition and properties ofcastabless欢迎下载精品学习资源项目现场浇注料研制浇注料欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源化学组成w） /%Al 2O3 60 65.91SiO230 3525.18欢迎下载精品

11、学习资源体积密度3/g cm-）110 24 h1100 3 h1450 2.62.452.41欢迎下载精品学习资源3 h2.45欢迎下载精品学习资源抗拆强度/MPa耐压强度/MPa线变化率/ 110 24 h1100 3 h1450 3 h110 24 h1100 3 h1450 3 h1100 3 h1450 3 h3.418.3012.92 2415.641.242.50.14 0.50.75欢迎下载精品学习资源1200 水冷次数 次）20欢迎下载精品学习资源3.2 搅拌器金属芯结构的争论从缓解金属芯与耐火材料工作衬之间热膨胀不匹配而引起的结合面内应力以及凸起部位的应力集中的问题，提出了

12、金属板边棱为圆弧过渡面搅拌叶金属芯结构，并在金欢迎下载精品学习资源属板表面涂抹一层缓冲涂层；通过缓冲涂层烘烤与使用过程的低温挥发与高温烧蚀残留的间隙，补偿搅拌器复合体两种材质之间的热膨胀差异引起的挤压内应力，增进搅拌器复合体间的连接强度与综合整体性；通过金属板边棱的圆弧过渡面结构，缓解凸起结合部位的应力集中，减弱了搅拌器复合体结合面局部挤压破旧的危害；针对传统“Y”形金属锚固件连接强度低、稳固性差、易熔损的不足，提 出了“ V”形与“双V”形铆固件新结构，通过两种结构铆固件优化配置，增强搅拌器复合体的连接强度，提高搅 拌器的综合整体性能，通过铆固件结构尺寸的调整，防止 铆固件的熔损；通过工业性

13、试验争论，确定铆固件高度为耐火材料工作衬厚度的1/2 2/3 ，丝径为8 10mm， “ V”形与“双V”形铆固件交叉排列的布置方式，布置间距为 70 120mm；图 3 为搅拌器叶桨部分的结构示意图；83.3 热修材料与工艺的争论选择焦宝石与三级高铝熟料为主要原料，其中，焦宝石粒度为 3 1 mm、 1 mm 的骨料，三级高铝熟料为 1 mm的骨料，特级高铝熟料为主要粉料，耐火粘土为增进可塑性材料，蓝晶石为高温膨胀材料，无机高温纤维、有机酸盐、有机纤维为修补料的复合防爆添加剂，选择无机化学结合剂与微粉为复合结合剂，多种有机与无机减水剂为复欢迎下载精品学习资源合分散剂 9 ；主要原材料化学成分

14、如表3 所示；利用焦宝石中低熔点杂质的烧结促进作用，增进修补层与工作层之间的高温烧结，防止修补层的大面积脱落；利用高铝材料的耐火性能，改善修补层的高温使用性能；利用蓝晶石的高温膨胀性能，防止修补层高温收缩引起的剥落；利用耐火粘土的可塑性，改进修补料的施工性能；利用复合防爆添加剂的快速排汽作用，防止热态修补时蒸汽外泄造成的崩裂；利用复合结合剂的热固性能，增强修补料的常温与中温强度；从增进修补层对破旧工作衬的填充密实度角度， 提出了按压修补的搅拌器热修方式，并在试验室进行了按压修补试验，具体是对模拟现场热修温度状态下的浇注料试样上 3 5mm深锯隙进行按压热修，热修后进行1200 3h 处理，冷却

15、后沿修补层垂直面锯开试样，按压热修保证了试样裂缝的密实充填；通过对按压热修试样1200水冷热震试验，修补层热震稳固性优良；表4 为热修办理化性能和按压热修试样水冷试验结果；由表可见，研制的热修材料常温、中温与高温结合强度大，按压修补层热震稳固性优良，能够中意搅拌器工作衬热修的材料性能要求；欢迎下载精品学习资源图 3 搅拌器叶桨部分的结构示意图表 3主要原材料化学成分Wt%）材料名称Al 2 O3Fe 2 O3K2 O+Na2 O焦宝石 45 1.6欢迎下载精品学习资源三级高铝熟料50 60 2.5欢迎下载精品学习资源特级高铝熟料粉 85 1蓝晶石55 59 0.5 0.3粘土 30项修补层体积

16、密度抗压强度抗折强度品名目Al2O3SiO21200水冷 110 1100Mpa 110 1100次） 16h 3h 16h 3h 16h 3h热修 46.5842.16 92.092.0412.5032.505.636.09料表4 热修办理化性能检验结果3.4 综合技术的工业性试验与应用欢迎下载精品学习资源2005 年 8 月，接受上述争论的综合技术，完成了 1 支搅拌器的试制，在武钢炼钢总厂二分厂 100 吨铁水罐 KR 搅拌脱硫 1 号站进行了工业性试验；在正常的脱硫操作工艺条件下，接受争论的搅拌器长寿命综合技术的搅拌器使用寿命为670 次，而同期工业生产的搅拌器使用寿命为456次；为了

17、进一步验证综合技术的稳固性，2005 年 10 11月，在钢厂的1、 2 号脱硫站再次接受争论的搅拌器长寿命综合技术进行了两支搅拌器的工业性扩大试验，搅拌器使用寿命分别为 765 次和 777 次, 高于日本与国内报道的 450次与 476 次左右的水平 3-4 ；鉴于优良的工业性试验成效， 争论的延长搅拌器使用寿命综合技术在武钢炼钢总厂二分厂全面推广应用，由2006 2021 年实际生产数据统计, 搅拌器平均使用寿命稳固在730 次/ 支以上 , 年搅拌器消耗量下降 40%，年削减搅拌器更换与爱护非作业时间的产能提高为 6%，获得了优良的实际应用成效和显著的经济效益；针对武钢炼钢总厂四分厂2

18、00 吨铁水罐 KR脱硫投产阶段搅拌器使用寿命远低于设计指标的问题，通过现场调研与技术沟通，发觉设备系统存在搅拌器设计偏小，搅拌器连接部分强度偏低的不足，导致搅拌器旋转速度快、磨损猛烈、粘渣严肃，尽管搅拌器工作衬破旧并不严肃，但搅拌强度快速下降，致使搅拌器使用寿命不高时便因旋转速度超过设计的安全转速范畴而终止使用；为此，从提高搅欢迎下载精品学习资源拌器高温抗磨损性能考虑，2007 年 11 月，接受上述综合技术在四分厂进行了两支搅拌器的工业性试验，取得了搅拌器使用寿命延长 0.67 倍的优良成效， 2021 年元月在四分厂全面推广，有效地降低了搅拌器的消耗成本，获得了良好的经济效益；4、结论1

19、、争论的搅拌器浇注料性能优良，适合在铁水搅拌脱硫苛刻条件下的使用；2、研制的热修料适应性强，按压修补填充密实，促进了工作衬破旧缺陷的热修愈合；3、研制的搅拌器金属芯结构合理，防止了工作衬的孔眼破旧，缓解了工作衬裂纹的进展速度；4、工业性试验与实际应用结果说明，争论的综合技术使用稳固，搅拌器使用寿命显著提高；参考文献1 李风喜、俞承欢，对KR 法与喷吹法两种铁水脱硫工艺的探讨，炼钢， 20001）， 47 50.2 王炜、薛正良、高志强等， KR 预处理的工艺参数对铁水脱硫成效的影响，特殊钢，20064）， 50-52.3 刘榴，陈早晨， KR 法铁水脱硫主体设备介绍及有关计欢迎下载精品学习资源

20、算，炼钢， 20024）， 16 20 26.4 王雪冬、李凤喜、陈清泉等，KR 脱硫技术的应用与进步，炼钢， 20044）， 24 25 51.5 姜晓东、徐安军、田乃媛等，喷吹法和搅拌法铁水脱硫工艺成本的综合评估，炼钢，20064）， 55-58.6 李凤喜，李具中，萧忠敏等，武钢二炼钢KR铁水脱硫生产实践，炼钢， 20055）， 1-4&53.7 欧阳德刚 , 胡清明 , 罗安智 , 刘守堂 , 李具中 , 李明晖,KR 脱硫搅拌器用耐火浇注料的争论与应用 , 耐火材料， 2021， 42） 4.8 欧阳德刚、李具中、刘守堂等，新型 KR 脱硫搅拌器， 中国专利，专利号： ZL200620215492.89 欧阳德刚，胡清明，刘守堂等， KR 脱硫搅拌器用修补料的争论与应用，耐火材料，20074）， 278-280&286.本文刊于炼钢杂志2021 年第 6 期本文结构节录1 引言2 延长搅拌器使用寿命综合技术方案的争论3 延长搅拌器使用寿命综合技术的争论与应用3.1 搅拌器工作衬耐火浇注料的争论3.2 搅拌器金属芯结构的争论欢迎下载精品学习资源3.3 热修材料与工艺的争论3.4 综合技术的工业性试验与应用4 结论欢迎下载