為什么說這6種原料可以提高轉(zhuǎn)爐煉鋼噴槍耐火澆注料性能及強度

                  氧槍是轉(zhuǎn)爐煉鋼供氧系統(tǒng)中的關(guān)鍵設(shè)備。氧槍槍身由三層無縫鋼管套裝而成，內(nèi)層鋼管是氧氣的通道，由于氧槍在吹煉時處于高溫下工作，需要對氧槍通高壓水進(jìn)行冷卻，內(nèi)層管和中層管之間的環(huán)縫是進(jìn)水的通道，中層管與外層管之間的環(huán)縫是出水通道。

               噴頭位于槍身的端部，是很 為重要的構(gòu)件，設(shè)計合理的噴頭能夠正確合理地供氧，使熔池攪拌良好，能夠快速化渣和強化元素的氧化。噴頭一般為紫銅制成。早期的氧槍噴頭多采用單孔的拉瓦爾型噴頭，目前已普遍采用多孔的噴頭。300t轉(zhuǎn)爐采用5孔頭，噴頭形狀為拉瓦爾管，由收縮段、喉口和擴(kuò)張段組成。高壓氧氣流過拉瓦爾管時，噴孔可將氧氣的壓力轉(zhuǎn)變?yōu)閯幽?，在喉口處流速達(dá)到聲速，在擴(kuò)張段，氧氣的壓力能繼續(xù)轉(zhuǎn)化為動能，使氧氣流速超過聲速，從而獲得超聲速氣流。

            轉(zhuǎn)爐氧槍在使用過程受到高溫?zé)煔獾臎_刷和磨損，同時在吹煉和濺渣護(hù)爐的過程中還要承受高溫?zé)煔夂蜖t渣的侵蝕;冶煉結(jié)束后，在大氣中冷卻，還會承受溫度的急劇變化，受到熱震的強烈沖擊，因此轉(zhuǎn)爐氧槍用耐火材料需具有良好的抗熱震性，良好的抗?fàn)t渣、鐵的沖刷和侵蝕的能力;在施工過程中，由于轉(zhuǎn)爐氧槍的槍體較長，在澆注過程中所用的耐火材料需具有良好的流動性。目前使用的耐火材料主要是鋁硅質(zhì)鋼纖維澆注料。

轉(zhuǎn)爐噴槍耐火材料的研究表明：

           ①加入純鋁酸鈣水泥可使?jié)沧⒘暇哂休^高的強度，但純鋁酸鈣水泥加入量過多將帶入較多的CaO，從而降低澆注料的高溫性能;因此，在保證一定的常溫強度和施工性能的條件下，應(yīng)盡量減少其加入量，以提高澆注料的高溫性能;其加入量以5%為宜。

             ②在澆注料中加入一定量的硅灰，對于降低加水量、提高水泥水化結(jié)合強度、降低澆注料氣孔率、提高其中溫強度貢獻(xiàn)很大;同時，由于硅灰的主要成分是 SiO2，且雜質(zhì)含量較多，當(dāng)其加入量過高時易降低澆注料的高溫性能。硅灰加入量以3%為宜。

             ③α-Al2O3微粉對澆注料具有調(diào)整體積穩(wěn)定性的作用，一方面由于其粒度較細(xì)，能填充到澆注料較大顆粒之間的間隙中，從而使得澆注料氣孔率降低，常溫強度增加，另一方面由于其具有較高的反應(yīng)活性，可以促進(jìn)和SiO2的反應(yīng)，生成莫來石，對提高澆注料的強度和抗熱震性很有好處;隨著α-Al2O3微粉加入量增大，澆注料氣孔率有所降低，中溫強度增加，流動性*改善，但其加入量過大時，澆注料的流動性反而降低，其加入量以6%~8%為宜。

           ④由于噴槍壁薄，使用時溫度波動較大，槍體機(jī)械震動劇烈，因此槍體的高溫體積穩(wěn)定性非常重要，為盡量減少鋼管內(nèi)芯的熱膨脹與澆注料的差異，需使噴槍澆注料在中、高溫條件下具有一定的膨脹。藍(lán)晶石粉可以在低于1350℃下發(fā)生轉(zhuǎn)化反應(yīng)產(chǎn)生較小體積膨脹，析出的SiO2又可與材料中的α-Al2O3反應(yīng)生成莫來石，這樣也有助于結(jié)合。 如果在液相范圍內(nèi)產(chǎn)生膨脹，那么膨脹會引起液體的移動，澆注料的許多空隙可能被液體填充。所以莫來石的生成不僅能夠提高澆注料的結(jié)構(gòu)強度，改善燒后線變化，而且還能部分消除澆注料在高溫和冷卻過程中產(chǎn)生的收縮裂縫，從而提高澆注料的使用壽命，所以，在細(xì)粉中應(yīng)添加適量的藍(lán)晶石粉。但其加入量過大時，導(dǎo)致澆注料剝落，故其加入量以 10%左右為宜。

        ⑤添加不銹鋼纖維可以有效防止?jié)沧⒘祥_裂，即使有裂紋產(chǎn)生，纖維的撓性也能阻止裂紋的擴(kuò)展，提高澆注料的抗熱震性。同時能夠增強澆注料的常溫、中溫強度， 但當(dāng)溫度超過1100℃時，鋼纖維的作用不明顯，當(dāng)鋼纖維加入量超過3%時，澆注料的強度不再增強，甚至有所降低，因此，鋼纖維的加入量以1%~3%為宜。

        ⑥要提高澆注料的強度，應(yīng)降低加水量，在澆注料中引入一定量的減水劑時，減水劑溶于水后能吸附于分散相(固體微粒子或膠體粒子)表面，提高溶液中粒子表面的ζ電位(動電電位)，或形成空間限制效應(yīng)(空間位阻)，增大粒子間的排斥力，結(jié)果會使由分散粒子組成的凝集結(jié)構(gòu)中包裹的游離水釋放出來，從而在粒子間起潤滑作用和分散粒子的作用。

分散劑的作用有：

        (1)降低澆注料拌合用水量，降低制品或砌體的氣孔率，提高體積密度;(2)降低水泥用量，有利于提高澆注料純度;(3)改善澆注料流變性，易于施工，提高施工效率;(4)可配制流態(tài)澆注料，以實現(xiàn)管道輸送新拌澆注料;(5)可實現(xiàn)澆注料的自流平、自密實作用;(6)可配制高密度、高強度澆注料。研究表明減水劑的加入量在0.5%左右較好。

          轉(zhuǎn)爐氧槍在使用過程中主要發(fā)生結(jié)瘤損毀。主要是由于吹煉過程中爐渣化得不好或槍位過低等，爐渣發(fā)生“返干”現(xiàn)象，金屬噴濺嚴(yán)重并黏結(jié)在氧槍上。氧槍的槍位指氧槍的噴頭到靜止金屬熔池液面的距離，在吹煉過程中氧槍通常在三種槍位下進(jìn)行操作。化渣槍位(高槍位)：用于促使石灰融化和成渣，提高爐渣的氧化性;基本吹煉槍位：正常的吹煉槍位，向金屬熔池內(nèi)供氧，使鐵水中的元素氧化，并兼顧熔池的攪拌;拉碳槍位(低槍位)：在吹煉的后期，低槍位操作以進(jìn)一步脫碳，加強熔池攪拌，均勻金屬液的成分和溫度，降低渣中的FeO和鋼中氣體的含量。氧槍槍位過高或過低，均容易造成金屬噴濺，飛濺起來的金屬夾雜爐渣粘在氧槍上造成氧槍結(jié)瘤。另外，噴嘴結(jié)構(gòu)不合理、工作氧壓高等對氧槍結(jié)瘤也有一定的影響。寶鋼300t轉(zhuǎn)爐的化潼槍位為2. 3~2. 5m，基本槍位為2. 0m， 拉碳槍位為1.8m左右。

          實際生產(chǎn)中，由于原材料條件變化較大，操作人員沒有及時根據(jù)情況做出相應(yīng)的調(diào)整;或者操作人員沒有精心操作或操作不熟練，操作經(jīng)驗不足，往往都會使冶煉前期爐渣化得太遲，或者過程爐渣未化透，甚至在冶煉中期發(fā)生爐渣嚴(yán)重“返干”現(xiàn)象，這時繼續(xù)吹煉會造成嚴(yán)重的金屬噴濺，使氧槍結(jié)瘤。