对钢包进行有效保温,钢水温度大幅度提高后,不仅除了可以保证连铸的顺利进行,还可以相应降低转炉的出钢温度,或减少LF炉的升温,有利于延长耐火材料的寿命。
美国的一个AOD炉车间研究发现,耐火材料寿命是炼钢吹炼最高温度的函数,当耐火材料在1700℃以上保持时间过长时,会使炉子的使用寿命明显降低,若最高温度再提高10℃,耐火材料的寿命降低30%。
案例分享介绍:
某钢厂二炼钢100吨钢包耐火衬比较薄,虽然有包盖保温措施,但钢水温降仍然比较大。曾在钢包侧壁上试验过国产的30毫米的高铝纤维保温板,结果由于保温板收缩特别大,严重影响钢包永久衬寿命。
经钢铁研究院介绍,该钢厂与北京志盛威华公司进行技术对接,开始采用ZS-1型超薄高温隔热涂层进行保温隔热试验,经过1年的试用,虽然隔热涂层仅仅只有8毫米厚,却达到了非常理想的保温效果。
隔热涂层的优点是超薄隔热不占用耐火衬的空间,钢水装载量不变,钢水温降速度大幅度降低,钢水温度明显提高,永久衬强度和寿命基本不受影响。
新旧耐火衬结构
序号 | 项目 | 耐火衬的结构 |
1 | 旧衬 | 30mm纤维板+40mm浇注料+60mm高铝砖+150mm镁碳砖 |
2 | 新衬 | 8mmZS-1隔热涂层+40mm浇注料+60mm高铝砖+150mm镁碳砖 |
ZS-1耐高温隔热保温涂料由志盛威华特制硅酸盐溶液、特种高温隔热纤维、热反射物质和精选陶瓷空心微珠细加工而成,空心陶瓷微珠含量达到了80%以上,而且陶瓷空心微珠都在80目以上,这样的空心陶瓷微珠腔体内的空气在受热后,就不再产生热对流,以及陶瓷微珠和陶瓷微珠之间空气层在受热后也不再产生热对流。
涂料涂层的导热系数接近真空导热系数,隔热保温抑制效率可达90%左右,可抑制高温物体的热辐射和热量的散失。
ZS-1隔热涂层和纤维保温板性能对比
序号 | 项目 | 容重kg/m3 | 耐火度 ℃ | 使用温度 ℃ | 抗压强度 MPa | 使用厚度 mm | 导热系数W/mK | 施工特性 |
1 | ZS-1隔热涂层 | 550-600 | 1800 | 1100 | 80 | 8 | 0.0415(800℃) | 异形件好操作 |
2 | 纤维板 | 900-1000 | 1760 | 1200 | 30 | 0.120(800℃) | 复杂、难弯曲 |
从计算可知,在100吨钢包内使用8毫米ZS-1隔热涂层时,钢包炉的热效率提高了23%,因此在不占用钢包空间的情况下,超薄隔热涂层可以实现对钢水的最佳保温。
从所有使用ZS-1高温隔热涂层钢包烘烤后的浇注料热面来看,凡背后衬有隔热涂层部分的浇注料颜色为红色,没有隔热涂层部分的浇注料颜色为青灰色。红色浇注料表明该部分已达到烧结温度,浇注料强度高;青灰色浇注料表明远未达到烧结温度,浇注料强度也很低。而且,使用了隔热涂层的新砌钢包烘烤时间明显缩短,烘烤时钢包内的温度明显提高。