脱硫喷枪耐火材料浇注模综述.doc

脱硫喷枪耐火材料浇注模

摘要：简述脱硫喷枪耐火材料浇注料相关材料的选取和当前研究情况和耐火材料的生产过程，介绍日本的三个企业关于改良的脱硫喷枪生产工艺，并提出了自己的一些见解

关键词：脱硫喷枪；耐火材料；浇注；工艺；振动；成型

Abstract:Makeabriefintroductionoftheselectionandthecurrentresearchsituationoftherelatedmaterialofdesulphurizationlancerefractorycastablesandtheprocesstoproducetherefractorymatter.TointroducethethreeJapaneseenterpriseabouttheimprovementofthedesulphurizationlanceproductionprocess,andputforwardsomeofyourownideas.

Keywords:desulphurizationlance;refractory;pouring;technology;vibrate;molding

前言

脱硫喷枪是用于铁水炉外喷粉脱硫的喷吹工具，主要由枪杆与枪体两局部组成。枪杆的主要作用是完成与脱硫喷吹系统的连接和喷枪的安装固定；枪体是由金属枪芯、喷吹口、枪芯锚固件与耐火材料浇注层组成，其主要作用是将脱硫剂导入到熔融的铁水之中进行铁水脱硫。耐火材料浇注层原料组成是莫来石-刚玉浇注料，主要以莫来石、刚玉为主晶相，结合剂选用纯铝酸钙水泥，高温氧化铝微粉和硅微粉等作为耐火粉料，另外还有低膨胀系数材料、高膨胀量材料、防爆剂等添加料[1]。

图1脱硫喷枪的结构[2]

脱硫喷枪的工作条件十分恶劣，在1300～1500℃左右的铁水中频繁快速加热，并且承受热冲击[3]。喷枪损毁主要是由于工作时喷枪内外温度差很大，在强烈的温度梯度下，使喷枪承受了巨大的热应力，枪体耐火材料会产生纵向裂纹，这种裂纹的存在导致了耐火材料的剥落，铁渣和铁水浸入枪芯，烧坏内芯钢管，致使喷枪无法继续使用。对脱硫喷枪耐火材料进行研究发现：耐火材料一般在50次寿命左右熔渣侵蚀层很薄，说明熔渣侵蚀不是引起脱硫喷枪破损的主要原因；而耐火材料组织疏松，结合强度低，说明目前所使用的浇注料在脱硫喷枪的使用温度下不能进行好的烧结，致使组织疏松，结合强度低。因此，要想提高喷枪使用寿命，在不断提高材料耐火性能和抗熔渣侵蚀性能的同时，关键是改善脱硫喷枪使用温度条件下的烧结性能、施工性能、使用性能，调整耐火材料烧后线膨胀率以及金属枪芯与耐火材料层之间的热膨胀匹配等问题[1][4]。

一、脱硫喷枪的制作

工艺流程[2][5]

引用重钢制作脱硫喷枪的一般工艺流程如以下图所示，喷枪制作过程共包括八个环节：

浇注成型混料自然养生配料

浇注成型

混料

自然养生

配料

脱模养生烘烤检验

脱模

养生

烘烤

检验

图2脱硫喷枪制作工艺流程图

配料：配料时先配在配方中比重较大的骨料，再配比重较小的粉料。配料时用台秤进行计量，按照配方中各成分的重量称量。

②混料：将料参加混料机中进行混料。混料时先参加骨料，再加粉料，最后加水泥和水，混料时间大概在1～3分钟。

③浇注：模具组装好后将其置于震动平台上，然后开始浇注。整个浇注过程采用边震动边浇注的方式，震动时间和浇注时间一致，10分钟左右。

④自然养生：自然养生时间为24小时。

⑤脱模：观察脱模喷枪，光滑并未见裂纹等质量问题方可。

⑥养生：将试样放入养生炉养生48小时，养生炉内的温度保持30℃左右。

⑦烘烤：烘烤时的初始温度87℃，整个烘烤时间为85小时，烘烤完后喷枪随炉冷24小时。

⑧检验：观察试样在加热过程中是否出现裂纹、外表是否光滑平整。经过检验后包装入库供用户使用。

2〕浇注料的选择

1.主要原料：

根据脱硫喷枪的使用环境、每罐处理时间、使用间隔时间，使用过程中经过屡次从室温到高温，再从高温到室温的温度变化，需选用耐火度和热震性兼备的材料。

在当前对浇注料的研究有莫来石-刚玉浇注料，其中莫来石的化学组成是3Al2O3·2SiO2为高铝材料[6]。刚玉是致密的铝的氧化物，化学组成主要是Al2O3离子晶体[7]。两者都具有良好的高温抗蠕变性能，但是莫来石质浇注料对结合剂的要求比拟苛刻，它要求结合剂不能降低莫来石的优良性能[8]。武汉科技大学李晓明利用ρ-Al2O3、硅溶胶和纯铝酸钙水泥做结合剂，可以使莫来石保持优良的特性，他认为莫来石浇注料由于加水后具有触变性，因而加水量准确和充分搅拌是必须的，