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鋼包擴容保溫技術的研究

時間:2015-5-4 16:51:05

   轉爐後期增大有效容積可以增加出鋼量。但是,老式轉爐增產受現有鋼包容量的限製。再則,增加鋼包裝鋼量容易出現VD爐溢渣現象。如果減小鋼包內襯的厚度,又會帶來包齡下降、鋼水溫降率增大、包殼外壁溫度過高以及包殼熱變形嚴重等問題。因此,如何提高鋼包保溫效果、減少鋼包內襯耐火材料厚度、增加鋼包有效容積、提高鋼包裝鋼量和增大鋼包淨空高度,始終是煉鋼生產的一個重要課題。

1複合反射絕熱層的製備及其性能
  首先,在包殼內表麵進行超音速強化噴砂,使鋼基表麵淨化、粗化、活化和納米化。然後,采用QT—E2OOO—7/h改造型氧乙炔火焰粉末噴塗槍熱噴塗中空球形團聚態納米A12O3粉末。在高溫、高速氧乙炔焰流作用下,磷鐵球吸收能量爆炸分散並霧化成更小的熔滴沉積和擴滲在鋼基表麵上,形成帶有大量閉式孔隙的納米晶組織,其尺寸為7~1Onm。
  實驗和理論表明:①在常溫、常壓下,空氣氣體分子的平均自由行程為70nm,並且隨著溫度升高和壓力降低而顯著增大;②當孔隙的直徑小於氣體分子的自由行程時,孔隙內氣體分子處於靜止狀態,氣體分子不僅不能對流,而且也失去了布朗運動的能力,大部分被吸附在孔壁上;③若個別氣體分子有熱運動,也是直接與孔壁發生碰撞使能量衰減,而孔壁又是導熱性能極差的薄膜式絕熱材料。多孔隙的納米Alo。塗層和複合反射絕熱板中的納米膠,其最大孔隙小於50nm,因此可以有效地阻止氣體分子的熱運動。
  基於微納米尺度傳熱學,介質尺度減小至微納米級時,導熱體可以變成熱絕緣體。也就是說,當介質尺度小於熱載子(分子、原子、電子、聲子和光子等)的平均自由行程時,尺度效應和界麵效應明顯,接觸熱阻增大、導熱係數減小,熱傳遞能力降低。
  在工程中,具有實際意義的熱輻射波長在0.38~100m內,而且90以上的能量位於紅外線0.76~20m範圍內。熱輻射具有一般輻射的吸收、反射和穿透等共性。因此,熱輻射的阻隔主要依靠固體界麵來實現。在熱輻射傳播的途徑上,界麵的數量愈多,對熱輻射的阻隔作用就愈強。
每個試驗鋼包和對比鋼包都經過3個以上罐役、150罐齡以上的跟蹤測試,獲得10528個有效數據。對這些數據進行整理和分析得出以下結果:①鋼包外壁溫度降低。包鋼90t鋼包平均下降78℃,濟鋼40t鋼包平均下降33℃;②鋼包內壁溫度平均升高50~70℃;③吹氬時間平均延長20以上;④增加了鋼包的有效容積和裝鋼量;⑤VD爐未出現溢渣現象;⑥鋼包鋼水溫降率明顯變小。試驗鋼包的鋼水溫度高於對比鋼包15℃以上;⑦鋼包內襯耐火材料的壽命明顯提高。
4結論
(1)在提高鋼包保溫效果的條件下,絕熱層和永久襯厚度可以減小,增加了鋼包有效容積和裝鋼量,有效地避免了VD爐溢渣。
(2)鋼包外壁溫度降低,有利於減少鋼包殼體熱變形。
(3)鋼包內壁溫度升高,有利於增加紅包出鋼次數。
(4)鋼水溫降小,可以降低出鋼溫度,有利於煉鋼生產節能降耗。
(5)耐火材料壽命和罐齡提高,耐火材料消耗量下降。