直接還原煉鐵回轉窯是鐵礦石直接還原的高溫反應容器,是直接還原煉鐵的重要設備之一。其窯襯耐火澆注料在使用過程中主要承受以下破壞因素:(1)被加熱的鐵礦石塊(粒度30~40mm)對襯體的持續磨損,這是使內襯耐火材料損壞的主要原因;(2)被加熱的鐵礦石在回轉窯中不斷轉動而使窯襯材料的溫度發生變換,出現冷熱交替,導致襯里開裂而損壞; (3)在中高溫還原氣氛下,內襯材料與FeO反應產生液相而遭到破壞。因此,要求直接還原煉鐵回轉窯內襯澆注料必須滿足如下要求:①中高溫(800~1300℃)強度高,具有優良的高溫耐磨性;②有良好的抗熱震性;③整體性好,沒有力學薄弱環節;④良好的抗剝落性能;⑤合適的燒后線變化率、體積密度、顯氣孔率、強度等物理性能及燒結性能:⑥恰當的施工時間和凝結硬化時間;⑦良好的抗氣氛侵蝕性。
天津鋼管公司直接還原鐵廠煉鐵的主體設備直接還原煉鐵回轉窯(Φ5m×80m)內襯要求采用整體澆注。為滿足其內襯村料的性能要求,采用國內豐富廉價的原料,研制生產了直接還原煉鐵回轉窯配套的全部耐火澆注料。
1:直接還原煉鐵回轉窯用澆注料的性能:
根據直接還原煉鐵回轉窯的使用特點,將內襯澆注料的主村質設計為AL203·SiO2質。選用既耐磨又有良好抗熱震性的優質高鋁礬土熟料作為主要原料,其臨界粒度為8mm;結合劑選用以純鋁酸鈣水泥為主,微粉為輔的結合系統。為改善澆注料的施工性能、耐磨性能和使用性能。引入SiO2超微粉和Al2O3復合超微粉,以及快干劑、防爆劑、復合膨脹劑等多種添加劑復合使用;為提高耐火澆注料的強度、韌性、抗熱震性、耐磨性和抗剝落性,還加入適量的耐熱鋼纖維。所研制的高強耐磨鋁硅質低水泥超微粉結合澆注料,經用戶檢驗確定,其體積密度、強度、耐磨性以及抗CO氣體侵蝕等指標均符合要求。具體見表1。
表1 高強耐磨鋼纖維增強澆注料的理化指標
該饒注料已在年產120萬t的球團礦直接還原煉鐵回轉窯窯體上試用,證明該澆注料耐磨性好,強度大,體積穩定性好,是用于直接還原煉鐵回轉窯爐體的理想澆注料。在直接還原煉鐵回轉窯其他部位使用的澆注料及其性能指標如表2所示。
表2 直接還原煉鐵回轉窯其他部位使用的澆枉料及其性能指標
2:結語
研制的直接還原煉鐵回轉窯用Al2O3-SiO2質耐火澆注料的性能指標均符合用戶要求,且均能滿足施工要求。因此,直接還原煉鐵回轉窯的整體澆注是完全可行的。