方中峰

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

關鍵詞：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)帶兩座高爐同時沖水渣的工藝，大大減少占地面積，簡化工藝流程，節(jié)約設備和維修費用。經(jīng)過不斷摸索改進和攻關改造，高爐水渣率不斷攀升達到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，對設備提出了更高要求，而水渣溝襯板壽命短是水沖渣設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）總長度約16米，主要是服務于10#高爐出鐵口放渣用、水渣沖制溝的結構由溝體和渣槽組成，溝體為混凝土結構，水渣溝襯板為耐磨鋼板襯上堆焊硬質合金焊條。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僅為9個月，而圓弧過渡段襯板的使用壽命不足6個月。

設備的技術參數(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。

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)對比。明顯表明碳化硅材質的硬度和耐磨性能遠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、攪拌制成復合耐磨原料；

③根據(jù)水渣溝襯板尺寸加工渣槽模型，將復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，進窯高溫燒結，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)場要求，用高強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)場定）粘接在已成型的鋼殼上；

⑥經(jīng)過八小時以上時間固化，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用

（1）本次對10#高爐直段、圓弧過渡水渣溝進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熱沖擊區(qū)。因此前段水渣沖制溝襯板澆注的微晶襯板采用特殊結構，長度為5m，如使用效果達不到理想效果，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結構形式。

水渣沖制溝襯板采用上部為豎直造型，高度為250mm，下部將原圓弧結構改為為梯形結構，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，其結構形式采用上部為豎直造型，高度為250mm，下部將原圓弧結構同樣改為梯形結構，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

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埋在混凝土渣溝體內的鑼紋鋼進行焊接固定，以保證沖制溝襯板垂直方向的定位（見圖5）。

6 結語

通過表2對各種材質襯板的性價比分析，碳化硅微晶襯板的費用遠低于其他材質襯板，能夠有效降低備件費用。

碳化硅微晶襯板的應用能夠將水渣沖制溝襯板的壽命延長4-5倍，這樣在一個壽命周期內較其他材質的襯板減少更換次數(shù)3-4次，既提高了設備可開動率，又節(jié)省了人力物力，降低檢修費用。

碳化硅微晶襯板具有較高的抗彎強度、優(yōu)良的抗氧化性、良好的耐腐蝕性、突出的耐磨性，但其價格較高，可在對耐磨性能和抗腐蝕性要求較高的部位重點應用。