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炉缸整体浇注技术新突破 创新拓展引领行业新发展
发布时间：
2023-12-21
采用第四代塞隆碳氮高强复合材料对高炉炉缸进行整体浇注，根本解决了传统砌筑砖衬的复杂施工、窜气等问题，普遍应用于高炉炉缸检修、新建高炉炉缸设计，大大提高施工效率的同时，降低了修复成本。目前，国内某些高炉检修，炉缸浇注已延伸至炉腹、炉腰等部位。
采用第四代塞隆碳氮高强复合材料对高炉炉缸进行整体浇注，根本解决了传统砌筑砖衬的复杂施工、窜气等问题，普遍应用于高炉炉缸检修、新建高炉炉缸设计，大大提高施工效率的同时，降低了修复成本。目前，国内某些高炉检修，炉缸浇注已延伸至炉腹、炉腰等部位。
01 炉缸整体浇注技术的优势
根据高炉各个部位不同的工况环境，各部分受侵蚀的不同原因，高炉内衬材料会有不同程度的溶蚀，一般采用热态修复方式快速修复高炉内衬;而炉缸内衬，则采取短期停炉整体浇注的方式修复。炉缸整体浇注是不定形浇注料应用的典型，其应用环境，甚至比高炉炉身更为复杂，因此对材料和工艺来说，需考虑运行环境温度、机械冲刷、化学侵蚀等因素，一方面靠挂渣保护工作衬，另一方面材料需具备最优良的性能。
炉缸检修通常有两种方案：组合砖砌筑和炉缸整体浇注。前者通常用于新建高炉炉缸设计，后者则常用于中修过程炉缸修复。近几年，新建高炉也普遍采用整体浇注方式设计炉缸内衬，源于以下几个方面：
(1)组合砖砌筑，预制周期长，且需要预砌，加工难度大;
(2)风口组合砖，砖型设计相对复杂，砌筑困难，容易出现砌筑偏差，造成后期开炉窜气;
(3)组合砖材料，并不能形成有效的渣铁粘滞层，上沿砖衬使用寿命较低。
华西炉缸整体浇注(专利号：ZL201610353176.4)，采用华西第四代塞隆碳氮高强复合材料，通过支模浇注方式修复炉缸内衬，整体施工周期≤7天，其优势在于：
(1)消除了陶瓷杯两大缝隙(陶瓷砖块之间的缝隙、陶瓷杯与炭砖之间大缝隙)，防止水蒸气、碱金属等有害元素侵蚀炭砖，有效保护炭砖;
(2)可将高温急剧温降区留在浇注料内，将炭砖内部的温度降低到800℃以下，降低炭砖内热应力，减少炭砖环裂和脆化层的出现，保持炭砖的导热性能。在高炉长寿的应用中只要高炉炭砖的导热性能持续存在，没有因为环裂和脆化失去导热性，高炉的长寿就是有保障的;
(3)我们采用的炉缸浇注料具有很好的挂渣性，在热面可形成凝滞层，能进一步地保护炉缸炭砖;炉缸浇注半导热的浇注料与炭砖紧密粘结在一起，热量可以通过高导热的炭砖传到冷却壁，可将浇注层的温度降至1150℃以下，从而形成铁-碳凝固层，保护浇注料，进而浇注料保护炭砖的复合渣皮机制。
02 第四代塞隆碳氮高强复合浇注料
(1)利用金属(Si/Al)的延展性实现塑性成型，利用高炉内的氮化及还原气氛实现使用中原位合成高温增强相(Si3N4/SiAlON),与非氧化物基材形成完美的镶嵌结构，同时实现：
◆优异的抗化学侵蚀性能
◆使用过程中具有自修复功能
◆良好的抗热震性能
(2)以金属-非氧化物复合材料体系为基底，通过非氧化物表面改性，采用溶胶凝胶成型工艺实现：
◆良好的流动性
◆快速干燥性能
◆干燥后的整体稳定性
