鐵水包采用“一包到底”工藝模式,使用初期多次出現(xiàn)工作層或永久層鉆鐵現(xiàn)象。鉆鐵容易導(dǎo)致鐵水包漏包,存在較大安全隱患;當(dāng)鉆鐵過多時,影響鐵水包實際盛裝鐵水量,進一步影響煉鋼生產(chǎn)。為避免發(fā)生漏包事故,在重砌工作層時,通常將永久層一起拆掉重砌,永久層使用壽命 1~2 包役,這與設(shè)計初期鐵水包永久層使用 10 個包役的目標(biāo)相距甚遠(yuǎn)。因此,有必要對鐵水包鉆鐵現(xiàn)狀和原因具體分析,解決鐵水包鉆鐵問題。
通過調(diào)研,鐵水包包沿澆注料和工作層接觸處沒有發(fā)現(xiàn)鐵存在,排除了上部永久層和工作層之間沒有很好的結(jié)合而鉆鐵的可能性,而在包壁和包底工作層,發(fā)現(xiàn)大量鉆鐵情況,大體呈現(xiàn)鉆鐵量鐵水包上部比下部多,具體為:
(1)鉆鐵主要由渣線部位水平磚縫(橫縫)侵入,只有少量的從豎縫侵入,如圖1所示。在每環(huán)磚的水平環(huán)縫處,鐵水由磚的工作熱面磚縫鉆入,形成鉆鐵夾層,又進入永久層與工作層之間的縫隙,還有一部分鐵水又從工作層冷面鉆入兩層磚水平環(huán)縫中。
(2)在一套爐襯使用周期內(nèi),鉆鐵分為不同的時期,不同時期鉆鐵量不同(有些部位至少分為 6 層),當(dāng)包齡超過 100 次后,鉆鐵量增多。
(3)熔融鐵水透過磚縫進入永久層與工作層之間縫隙后,在此處形成面積大小不一的凝鐵區(qū),冷凝形成的鐵塊,厚度達到 5 mm 以上,最厚達 30 mm。
鐵水包鉆鐵可能與耐火泥漿質(zhì)量、砌筑質(zhì)量、鐵水包周轉(zhuǎn)率、鐵水包包殼形變和清理渣線粘渣等因素有關(guān):
(1)耐火泥漿質(zhì)量
鐵水包用耐火泥漿用于砌筑鐵水包定形制品的接縫材料,它將鐵水包磚砌體粘結(jié)為一個整體,使之具有優(yōu)異的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和氣密性,并能經(jīng)受高溫各種化學(xué)和物理作用,從而保證鐵水包安全地運行,因此鐵水包用耐火泥漿在保證有良好適宜的砌筑性能外,還須與鐵水包用定形制品砌體具有相近或相同的理化性能。如果砌筑用耐火泥漿質(zhì)量差,與定形制品理化指標(biāo)相差較大,將造成泥漿與砌體物理化學(xué)相容性不佳,會導(dǎo)致其結(jié)合性差,不能把砌體有效地粘結(jié)為一個整體,因而在使用過程中出現(xiàn)磚縫,可能導(dǎo)致鉆鐵漏鐵。因此,耐火泥漿的作用很關(guān)鍵,一般應(yīng)為與鐵水包定形制品相同的鋁碳化硅碳質(zhì),應(yīng)具有高的耐火度和粘結(jié)強度。京唐鐵水包用耐火泥漿與鐵水包定形制品結(jié)合性較差,容易被侵蝕,這可能是導(dǎo)致鐵水包鉆鐵的原因之一。
(二)砌筑質(zhì)量
砌筑質(zhì)量的好壞,不但直接影響鐵水包耐火材料的使用壽命,也影響砌體整體性,砌體的整體性不好,就容易出現(xiàn)裂縫,出現(xiàn)鉆鐵現(xiàn)象。比如:用鐵錘敲打耐火磚,可能造成磚體內(nèi)部損傷、造成襯磚缺邊掉角等,嚴(yán)重的出現(xiàn)斷裂、碎裂等現(xiàn)象,投入使用后,容易出現(xiàn)鉆鐵縫隙;砌筑時,如果砌體磚縫大,砌體灰縫耐火泥漿施工不飽滿,表面不勾縫,工作層與永久層之間不靠牢,其縫隙耐火泥漿沒有灌滿填實,在使用過程中,都容易造成磚縫火泥侵蝕,導(dǎo)致磚縫出現(xiàn)乃至擴大,出現(xiàn)鉆鐵現(xiàn)象。