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上傳時間：2024/5/31 瀏覽次數(shù)： 397

      近日，山西中陽鋼鐵有限公司（下簡稱中陽鋼鐵）1號1280m3高爐大修。該高爐是北京精冶源新材料股份有限公司（下簡稱精冶源）于2019年打造的全國首座整爐無碳磚高爐。
       時隔5年，中陽鋼鐵1號高爐停爐大修，精冶源派專人跟進(jìn)，實(shí)地測算高爐爐缸爐底侵蝕量，并與精冶源理論測算結(jié)果對比，發(fā)現(xiàn)兩者誤差不大。高爐爐缸除了象腳區(qū)以外，其他部位只有輕微侵蝕，象腳加厚區(qū)侵蝕速度平均11.9mm/月，且呈平緩態(tài)勢。大膽預(yù)測，在爐缸冷卻系統(tǒng)完好的前提下，該高爐爐缸理論上可以實(shí)現(xiàn)無限期使用。

01、炭磚替代者：塑性相碳質(zhì)澆注料
    隨著耐材技術(shù)的不斷進(jìn)步，傳統(tǒng)炭磚的局限性越來明顯。為此，精冶源創(chuàng)造性研制出一種新型高爐澆注料——塑性相碳質(zhì)澆注料，并榮獲國際、國內(nèi)兩項(xiàng)發(fā)明專利。
    該材料通過塑性相結(jié)合剛玉碳化硅，能夠降低氣孔率，提高密度與強(qiáng)度，同時彌散相與耐火骨料及基質(zhì)復(fù)合，在外力作用下產(chǎn)生一定的塑性變形或沿晶界滑移，分散集中的應(yīng)力和吸收裂紋尖端的應(yīng)力，增強(qiáng)材料韌性。在高溫還原氣氛下，塑性相可與C、N2反應(yīng)，形成抗侵蝕層，實(shí)現(xiàn)“自修復(fù)性能”。
    權(quán)威檢測數(shù)據(jù)顯示，該材料導(dǎo)熱系數(shù)、氧化率、耐壓強(qiáng)度及鐵水溶損率等重要性能指標(biāo)均優(yōu)于微孔炭磚。同時由于材料的高溫塑性，能夠避免熱應(yīng)力破壞，添加TiC等成分還使其具有長壽性能。

02、成功應(yīng)用：首座整爐無碳磚高爐誕生
     2019年4月，中陽鋼鐵煉鐵技術(shù)人員在充分了解塑性相碳質(zhì)澆注料性能后，決定采用該新材料對爐缸進(jìn)行整體澆注。這也是精冶源塑性相碳質(zhì)澆注料首次大規(guī)模應(yīng)用于高爐搶修工程中。
     本次大修，爐底爐缸所有炭磚全部清除干凈，未保留殘余炭磚，環(huán)碳及爐底全部采用塑性相碳質(zhì)澆注料澆注。鐵口區(qū)域一次澆注成型并做了加厚處理，風(fēng)口區(qū)域整體澆注，風(fēng)口以上部位整體內(nèi)襯噴涂。在塑性相碳質(zhì)澆注料的內(nèi)側(cè)澆注一層剛玉碳化硅澆注料，取代原先陶瓷杯設(shè)計。得益于塑性相碳質(zhì)澆注料與剛玉碳化硅澆注料能夠緊密結(jié)合，且全程無需留膨脹縫隙，可以實(shí)現(xiàn)高爐完整的熱傳導(dǎo)系統(tǒng)，有助于延長高爐爐缸一代爐役壽命。
   施工周期僅8.5天，相比高爐整體砌磚，整體澆注大幅度縮短了工期，為高爐提前投產(chǎn)以及順利達(dá)產(chǎn)創(chuàng)造了條件。

03、效果驚艷：爐缸5年基本無侵蝕
     中陽鋼鐵1號高爐使用5年來，精冶源一直借助獨(dú)有模型跟進(jìn)測算。塑性相碳質(zhì)澆注料應(yīng)用2年后，爐缸側(cè)壁侵蝕量最大為358mm，侵蝕速度為14.9mm/月，爐底侵蝕量最大為458.2mm；應(yīng)用五年后，爐缸側(cè)壁侵蝕量最大為713mm，侵蝕速度為11.9mm/月，爐底侵蝕量最大為484mm。據(jù)文獻(xiàn)記載，一代爐役達(dá)到20.9年的千葉6號高爐，最初1年內(nèi)，爐缸侵蝕速度達(dá)到了50mm/月。采用塑性相碳質(zhì)澆注料大修的中陽鋼鐵1號高爐，其爐缸侵蝕速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于文獻(xiàn)記載速度，且呈現(xiàn)平緩態(tài)勢，而爐底則趨于穩(wěn)定。
       2024年，中陽鋼鐵1號高爐檢修，精冶源對爐缸真實(shí)侵蝕數(shù)據(jù)進(jìn)行測量，測量數(shù)據(jù)如下：爐缸側(cè)壁最大侵蝕點(diǎn)為標(biāo)高7.4米處E點(diǎn)，侵蝕量為679mm（含鐵口加厚345mm），剩余料量908mm。爐底最大侵蝕區(qū)中心為死料柱，侵蝕量為467mm。其爐缸內(nèi)陶瓷杯壁均有剩余，未侵蝕到塑性相碳質(zhì)澆注料。
通過對比，理論計算數(shù)據(jù)與實(shí)際測量結(jié)果誤差范圍為：±20mm，誤差在可控范圍之內(nèi)，為精冶源在后續(xù)高爐大修后使用效果追蹤上提供了寶貴的數(shù)據(jù)庫，為今后采用精冶源塑性相碳質(zhì)澆注料大修高爐的剩余使用壽命測算以及數(shù)據(jù)修正提供了理論依據(jù)。
     實(shí)踐證明，精冶源塑性相碳質(zhì)澆注料性能更優(yōu)異，使用壽命更長久，既可用于爐缸整體澆注，也可進(jìn)行部分修補(bǔ)，與舊炭磚形成有機(jī)整體，建立完整高效的爐缸傳熱體系。相比于傳統(tǒng)的砌磚工藝，塑性相碳質(zhì)澆注工藝具有作業(yè)周期短、工藝簡單、無需定制等優(yōu)點(diǎn)，能夠?yàn)殇撹F廠降本增效助力。
     目前，精冶源塑性相碳質(zhì)澆注料已成功應(yīng)用于中陽鋼鐵、天鋼、山東閩源、峰峰合信等鋼鐵廠。相信未來，精冶源塑性相碳質(zhì)澆注料將成為高爐修復(fù)的主流材料，深入推動鋼鐵行業(yè)高爐高效長壽。

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