本文以鑄鐵澆注鐵液包內(nèi)襯原用耐火磚襯的結(jié)構(gòu)及使用中存在的問(wèn)題，論述了耐火澆注料的研制過(guò)程及澆注料包襯的施工工藝、結(jié)構(gòu)和使用效果。
某公司有5t/h、7t/h、15t/h酸性沖天爐3座，設(shè)計(jì)年產(chǎn)灰鑄鐵、球墨鑄鐵6000t，每爐次投爐50〜60t。鐵液包是爐前出鐵的主要設(shè)備，其使用壽命與包襯材質(zhì)的選擇和砌筑工藝有著直接關(guān)系為了延長(zhǎng)使用時(shí)間，做到不漏包，2002年起在部分中小鐵液包上應(yīng)用了澆注料澆注鐵液包內(nèi)襯，取得了顯著的效果。
1 原耐火磚包襯結(jié)構(gòu)及存在的問(wèn)題
原鐵液包由鋼殼和內(nèi)襯兩部分組成，殼體用10mm鋼板制作，內(nèi)襯用耐火材料砌筑包襯一般使用包齡為30、35爐，使用壽命短的原因有2種情況:一是由于局部燒穿，發(fā)生漏包現(xiàn)象二是隨著出鐵次數(shù)的增加，包底粘有大量的鐵渣形成包砣，鐵液包容積變小，再出鐵時(shí)鐵液坐包，導(dǎo)致包報(bào)廢。
2鐵液包包襯澆注料的試制
澆注料已應(yīng)用于鍛壓加熱爐上。鐵液包包襯澆注料整體澆注在公司還是空白。為此需要研制一種能滿足灰鑄鐵和球墨鑄鐵鐵液包包襯的耐火澆注料。首先取渣樣進(jìn)行分析判斷其酸堿性，分析結(jié)果見(jiàn)表1，并對(duì)鐵液溫度進(jìn)行了檢測(cè)，測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表2。
根據(jù)以上檢測(cè)結(jié)果，選用鄭州駒達(dá)新材料廠產(chǎn)的二級(jí)礬土熟料做骨料，加入部分SiC及2%左右的Cr2O3進(jìn)行試驗(yàn)。研制的耐火澆注料的化學(xué)組成(w):Al2O3≥58%，SiO2≥25%，SiC≥9%，Cr2O3≤2%，CaO≤1%，其物理性能見(jiàn)表3。
表1鐵液渣的化學(xué)成分W (%)
表2 出鐵、澆注時(shí)鐵液溫度測(cè)定結(jié)果
表3 耐火澆注料的物理性能
3 鐵液包包襯澆注料的施工工藝
3.1 施工前的準(zhǔn)備工作
準(zhǔn)備1臺(tái)砂漿攪拌機(jī)，高頻振動(dòng)棒1〜2根。根據(jù)鐵液包的容量制做內(nèi)模1個(gè)，直徑為包襯內(nèi)壁尺寸。在表面涂一層油膜以利脫模。
施工現(xiàn)場(chǎng)溫度不低于8℃。
3.2混料
澆注料運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)，采取防雨防潮措施，確保澆注料干燥，無(wú)結(jié)塊。
根據(jù)攪拌機(jī)容量和施工速度，澆注料以整袋(25kg)為單位確定加入量。
澆注料直接加水，水溫15〜20℃。
澆注料加入攪拌機(jī)內(nèi)，先干混1min，然后邊攪拌邊加水，加水后濕混2〜3min，流動(dòng)性好，適于振動(dòng)時(shí)即可放出。每次混好的料必須在20min內(nèi)用完，超過(guò)時(shí)間無(wú)流動(dòng)性的料不得再用。
3.3 澆注成型
先振動(dòng)成型包底，邊加料邊振動(dòng)，料加完后再振動(dòng)2〜3min，以表面無(wú)大量氣泡排出為止燒注成型后初凝2h以上，視情況再進(jìn)行包壁施工。
包壁澆注時(shí)先將直徑較大的內(nèi)模吊入包內(nèi)并放正，內(nèi)模要高出鐵液包上沿100mm。施工時(shí)要均勻加料，邊加料邊振動(dòng)，振動(dòng)棒應(yīng)沿圓周方緩慢移動(dòng)，整個(gè)澆包包襯外層應(yīng)連續(xù)澆注，一次完成澆完包襯外層，初凝6〜8h再進(jìn)行包襯內(nèi)襯澆注。
3.4 脫模
脫模后須連同內(nèi)模靜置24h以上方可脫內(nèi)模，脫模時(shí)天車吊要對(duì)準(zhǔn)內(nèi)模中心，緩緩地把內(nèi)模吊出。
脫模后自然養(yǎng)護(hù)48h以上，養(yǎng)護(hù)溫度應(yīng)控制在15〜30℃。環(huán)境溫度低時(shí)可用加熱燈烘烤。
3.5 烘烤
澆注好的包襯水分不易排出，故烘烤時(shí)升溫不得過(guò)快，以防爆裂。烘烤分為2個(gè)階段，第一階段用木柴烘烤，開(kāi)始加少量木柴點(diǎn)燃，隨溫度的升高邊烘烤邊加木柴，烘烤24h后再進(jìn)入第二階段。第二階段烘烤前先平鋪一層粘土磚，并抹一層耐火粘土與焦粉混合的涂料作保護(hù)層，再用換下來(lái)的紅熱鐵液包倒扣在上面烘烤36h以上，刷一層石墨涂料方可使用。
4使用效果
原耐火磚包襯除使用壽命短外，最大的缺點(diǎn)是容易發(fā)生漏包。澆注料包襯不易壞，從2002年4月至今未壞，比普通耐火磚包襯使用壽命提高了幾十倍，更重要的是消除了漏包現(xiàn)象，且易烘烤，易倒包清渣。
澆注料包襯經(jīng)過(guò)兩年多的使用，效果明顯，為了在鐵液包上推廣應(yīng)用，以下問(wèn)題有待進(jìn)一步研究。
(1)澆注料包襯較容易粘渣鐵，當(dāng)溫度低或鐵液氧化時(shí)，渣易附在包襯上，澆注時(shí)鑄件易進(jìn)渣。因此有必要在澆注料中加一種抗渣性能好的元素。
(2)澆注料包襯雖使用壽命長(zhǎng)，但散熱是耐火磚包襯的1.3倍。公司只能在12t以下鐵液包上使用。在大包上用澆注料，鐵液溫度下降快，不適用沖天爐連續(xù)熔化澆注特大型鑄件。當(dāng)有電爐和保溫爐后，澆注料將在15〜25t鐵液包上試驗(yàn)應(yīng)用。