淺析碳化硅微晶襯板在高爐水沖渣系統(tǒng)的應(yīng)用

方中峰

摘要：對(duì)馬鋼一鐵總廠高爐水沖渣沖制溝襯板的使用狀況進(jìn)行分析，研究碳化硅微晶材質(zhì)的襯板在水渣系統(tǒng)的可用行，探討其相比其他材質(zhì)襯板優(yōu)勢(shì)和實(shí)際改造的可行性。

關(guān)鍵詞：高爐水沖渣；沖制溝襯板；碳化硅微晶；耐磨性能

1 概況

馬鋼第一煉鐵總廠現(xiàn)有400-500m3高爐4座，爐前采用明特法沖渣進(jìn)行水沖渣處理（見圖1），采用一套水沖渣處理系統(tǒng)帶兩座高爐同時(shí)沖水渣的工藝，大大減少占地面積，簡(jiǎn)化工藝流程，節(jié)約設(shè)備和維修費(fèi)用。經(jīng)過不斷摸索改進(jìn)和攻關(guān)改造，高爐水渣率不斷攀升達(dá)到96%以上，為高爐安全生產(chǎn)發(fā)揮了重要作用。隨著水渣率的提高，對(duì)設(shè)備提出了更高要求，而水渣溝襯板壽命短是水沖渣設(shè)備最突出的短板之一。

2 目前水渣溝襯板的使用狀況：

兩座高爐出鐵后鐵水經(jīng)過下渣溝和撇渣器，熔渣經(jīng)過沖制后通過水渣沖制溝，會(huì)合后流入共用渣溝槽流入水渣池。

10#高爐主沖制溝（見圖2）總長(zhǎng)度約16米，主要是服務(wù)于10#高爐出鐵口放渣用、水渣沖制溝的結(jié)構(gòu)由溝體和渣槽組成，溝體為混凝土結(jié)構(gòu)，水渣溝襯板為耐磨鋼板襯上堆焊硬質(zhì)合金焊條。由于受水渣混合物的磨損和腐蝕，其使用壽命并不理想，直段的襯板使用壽命最長(zhǎng)僅為9個(gè)月，而圓弧過渡段襯板的使用壽命不足6個(gè)月。

設(shè)備的技術(shù)參數(shù)：

①水渣溝頭部間接溫度400℃左右，水渣溝尾部間接接溫度200℃左右。

②水渣溝通水量：Q=3600米。/小時(shí)。

③水渣溝沖制水的水壓：P=1.2 Kgf/cm²。

3 碳化硅微晶襯板性能及制作

從表1中的數(shù)據(jù)對(duì)比。明顯表明碳化硅材質(zhì)的硬度和耐磨性能遠(yuǎn)超過其他常用的耐磨材料。

碳化硅微晶襯板制作工藝如下：

①將大結(jié)晶的碳化硅破碎成50-100目的粉粒狀；

②加入一定量的金屬硅粉、氧化鎬粉，紙漿等經(jīng)過混合、蹍壓、攪拌制成復(fù)合耐磨原料；

③根據(jù)水渣溝襯板尺寸加工渣槽模型，將復(fù)合耐磨原料放入模型中，經(jīng)過沖壓成型；

④成型后經(jīng)干燥，進(jìn)窯高溫?zé)Y(jié)，再自然冷卻，制造成碳化硅襯板。這是的碳化硅制品硬度可達(dá)到HRC55～60以上；

⑤根據(jù)水渣溝襯板圖紙，用鋼板加工成水渣溝襯板，鋼板厚度5-6mm，其外形尺寸滿足現(xiàn)場(chǎng)要求，用高強(qiáng)度粘合劑將制成的碳化硅襯板（其厚度由25～60mm，具體根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)定）粘接在已成型的鋼殼上；

⑥經(jīng)過八小時(shí)以上時(shí)間固化，其碳化硅水渣溝襯板可投入正常生產(chǎn)

4 碳化硅微晶水渣溝襯板的應(yīng)用

（1）本次對(duì)10#高爐直段、圓弧過渡水渣溝進(jìn)行碳化硅微晶水渣溝襯板改造（見圖3）。

①考慮水渣沖制溝前段是高溫?zé)釠_擊區(qū)。因此前段水渣沖制溝襯板澆注的微晶襯板采用特殊結(jié)構(gòu)，長(zhǎng)度為5m，如使用效果達(dá)不到理想效果，改用高鉻鑄鐵襯板。

②水渣沖制溝的高度在現(xiàn)有高度780mm基礎(chǔ)上，增加為980mm.以增加過水容積。

（2）直段水渣沖制溝襯板的形式采用圖3結(jié)構(gòu)形式。

水渣沖制溝襯板采用上部為豎直造型，高度為250mm，下部將原圓弧結(jié)構(gòu)改為為梯形結(jié)構(gòu)，采用此形式可以使渣槽的過水容積得到增加20%左右，底部襯板厚度為55mm。以增加其耐磨性，增加其使用壽命。

（3）圓弧段的水渣沖制溝襯板采用不均勻厚度布置（見圖4）。

圓弧段的水渣沖制溝襯板，其結(jié)構(gòu)形式采用上部為豎直造型，高度為250mm，下部將原圓弧結(jié)構(gòu)同樣改為梯形結(jié)構(gòu)，在受沖刷的迎水面襯板厚度為60mm，背水面襯板厚度為35mm，底部襯板厚度為55mm，增加其使用壽命。

5 安裝注意事項(xiàng)

碳化硅沖制溝襯板就位后，每節(jié)襯板間用5#角鋼將其焊接成一體，為防止渣槽的移位，將渣槽上的定位角鋼與預(yù)埋在混凝土渣溝體內(nèi)的鑼紋鋼進(jìn)行焊接固定，以保證沖制溝襯板垂直方向的定位（見圖5）。

6 結(jié)語(yǔ)

通過表2對(duì)各種材質(zhì)襯板的性價(jià)比分析，碳化硅微晶襯板的費(fèi)用遠(yuǎn)低于其他材質(zhì)襯板，能夠有效降低備件費(fèi)用。

碳化硅微晶襯板的應(yīng)用能夠?qū)⑺鼪_制溝襯板的壽命延長(zhǎng)4-5倍，這樣在一個(gè)壽命周期內(nèi)較其他材質(zhì)的襯板減少更換次數(shù)3-4次，既提高了設(shè)備可開動(dòng)率，又節(jié)省了人力物力，降低檢修費(fèi)用。

碳化硅微晶襯板具有較高的抗彎強(qiáng)度、優(yōu)良的抗氧化性、良好的耐腐蝕性、突出的耐磨性，但其價(jià)格較高，可在對(duì)耐磨性能和抗腐蝕性要求較高的部位重點(diǎn)應(yīng)用。