中小高炉出铁场有望“环境革命”
2012-11-13 13:54:04   来源： ()　   评论：0 点击：

   “改造后的3号高炉出铁沟使用防爆浇注料，环保效果明显，平均利用系数3.977 t/m³•d比2008年1~8月份平均3.627 t/m³•d高出0.35t/m³•d，炉前辅材消耗下降，耐材消耗和炉前工人强度也降低，测算累计年净增利润390.73万元。”3月21日，在江苏淮安举办的“中小高炉长寿技术及储铁式出铁沟技术研讨会”上，淮钢炼铁厂厂长朱磊介绍的该厂3号高炉出铁场应用储铁式出铁沟改造后的情况，引起了与会代表的关注。
    同国内众多中小高炉一样，淮钢3号高炉是一座单铁口高炉，一直深受出铁沟寿命短、环境恶劣、工人劳动强度高的困扰。而仅一项出铁沟改造就能使寿命提高、环境改善和劳动强度降低，并且能创造不菲的经济效益。与会代表纷纷向实施此项改造的单位——北京联合荣大工程材料有限责任公司咨询，研讨会现场变成了该公司关于此项技术的答疑会。会后，代表们还应邀参观了淮钢的高炉现场。与会代表认为，单铁口高炉储铁式出铁沟的改造，有望掀起中小高炉出铁场的“环境革命”。而到会的炼铁设计大师吴启常更认为：该技术若能进一步优化，对于大高炉减少出铁口，节省建设投资也具有意义。这次会议由中国金属学会炼铁分会主办、沙钢集团淮安特殊钢有限公司和北京联合荣大工程材料有限责任公司承办，来自国内高炉炼铁领域的专家、学者及企业代表出席了会议。

单铁口高炉出铁沟寿命制约炉前工作环境

    吴启常在会上指出：直至目前，炉前工作条件是高炉所有工种中最恶劣的一个环节。近年来，为了减轻大型高炉炉前工作条件，采取了很多措施，例如出铁场通风除尘和平坦化，采用储铁式主沟等，使得高强度的炉前体力劳动得到了一些缓解，但仍然没有得到根本的改变。这些繁重的体力劳动中最令人头痛的是铁沟的更换。大、中、小高炉都存在此问题。国内外解决这一问题有二种途径：一种是增加铁口数目，为铁沟的更换留出充裕的时间；另一种是改善铁沟料的质量，提高通铁量和缩短更换（包括烘烤）时间。我国过去许多高炉走的是前一条路。2500m³设置4个铁口，甚至500m³高炉也有设置2个铁口的要求，这些都是试图通过增加铁口数目来减轻炉前劳动强度的做法。因为没有高质量的铁沟料和炮泥，增加铁口数目是不得已而为之的事情。欧洲人走的是后一条路。他们重视通过改善铁沟料的质量，提高通铁量和缩短更换（包括烘烤）时间的途径来改善炉前操作条件，因而欧洲高炉铁口数目较少而单个铁口的出铁量较大。他认为，应该以提高铁沟料质量为手段来改善炉前工作条件。这样不仅可以大大减轻繁重的体力劳动，而且可以减少出铁场的基建投资。
    而对于中小高炉来说，炉前工作环境更是难以改善。据联合荣大董事长章荣会博士介绍：容积为1000m³以下的中小型高炉一般设计为单个出铁口，不可能保证一般浇注料施工所需要的养护、烘烤时间，因此目前单出铁口的中小高炉铁沟一般仍采用沥青或树脂结合Al₂O₃–SiC–C 质免烘烤捣打料捣打铁沟内衬。捣打的沟衬耐火材料不耐冲刷，使用寿命太短，造成出铁沟修补过于频繁，炉前工人劳动强度太大，而且沥青与树脂的烟尘有毒，造衬捣打质量更是难于保证。因此，对于亟待提高环保水平、提高劳动效率的中小高炉来说，如何有效解决单铁口高炉出铁沟寿命的问题备受关注。

快干防爆浇注料与储铁式出铁沟成福音

    大高炉出铁沟用的低水泥结合Al₂O₃ –SiC –C质浇注料流动性好、耐火度高，浇注体致密性好、强度高，因此铁沟抗侵蚀、抗冲刷、使用寿命长。但该材料的最大问题是浇注后需要养护且不能快速烘烤，否则会出现强度低和爆炸、爆裂现象。若能有效解决大高炉铁沟浇注料的快干脱模、快速烘烤、防止爆裂问题，使其能够应用在单铁口高炉的出铁沟上，对于提高国内中小高炉的寿命和铁前环保水平来说具有重大意义。为此，联合荣大组织了科研攻关，通过加入发气剂、助结合剂、有机纤维、碱式乳剂防爆剂等手段，终于配置出能够用于现场浇注、无需长时间烘烤即可通过铁水的耐火浇注料，解决了单铁口高炉出铁沟无法应用耐火浇注料这一技术难题。
    同时，联合荣大的科研人员还注意到：大高炉出铁沟之所以通铁量高，使用寿命长，不光是因为使用了浇注料，还因为应用了储铁式结构。由于储铁式出铁沟内总是残存大量铁水，因此当高炉出铁时，从出铁口冲出并以抛物线形式快速落下的铁水所形成的冲击沟底的巨大冲击力，被储存在沟底的铁水缓冲，有效保护了主沟冲击区的耐火材料。而传统的单铁口高炉主铁沟沟底坡度较大，每次出完铁以后主沟沟底不会留存残余铁水，并完全暴露在空气中。此外，为了使出铁沟温度迅速降低以便清渣和铺沙，很多工人操作时还要向刚出完铁的沟内浇水，造成出铁沟耐火材料反复出现急冷急热的损坏问题。于是，联合荣大将自己研发的适合单铁口高炉的快干防爆耐火浇注料与储铁式出铁沟结合起来，并申报了这项单铁口高炉出铁沟长寿化设计与改造技术的国家发明专利。实践证明：该技术大幅延长了单铁口高炉的出铁沟寿命，改善了出铁场环境，降低了炉前工人的劳动强度、吨铁耐火材料消耗量，大幅缩短了热停工时间，提高了高炉利用系数，综和经济效益显著增加。