搅拌器使用寿命得到明显提高,但从搅拌器的金属芯与耐火材料工作衬构成的复合体结构与恶劣的搅拌工艺过程角度考虑,单方面地技术改进难以达到综合改善搅拌器使用性能与有效延长搅拌器使用寿命的目的。因此,武钢从2005年开展了延长搅拌器使用寿命综合技术的研究,并在实际生产中搅拌器使用寿命稳定在730次支以上的优良效果。2、延长搅拌器使用寿命综合技术方案的研究搅拌器是由金属搅拌芯与耐火材料工作衬组成的复合体,图1为搅拌器外形结构示意图。由搅拌脱硫工艺可见,搅拌器插入铁水罐液面下一定深度旋转搅拌,铁水液面形成“V”形漩涡,脱硫剂在漩涡的卷吸作用下,吸入搅拌器浆叶之间,在旋转离心力与浮升力的作用下,脱硫剂沿浆叶径向排出上浮,通过与铁水的混合接触完成脱硫反应
【4,6】
。图2为铁水搅拌脱硫流场分布示意图。由此
可见,搅拌脱硫过程中,浆叶旋转线速度大,铁水冲刷磨损最剧烈,致使搅拌器的破损主要集中在搅拌器浆叶上,
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搅拌轴只是轻微的熔渣侵蚀和铁水磨损。根据现场观察,浆叶的主要破损形式主要表现为耐火材料工作衬的结构剥落、裂纹沟槽、孔眼熔损、局部凹坑脱落,龟裂、棱边磨损、粘渣侵蚀等。
图1搅拌器外形结构示意图
图2铁水搅拌脱硫流场示意图通过对搅拌器工作衬破损的形成与发展的总结,工作衬的破损以裂纹的形成为起点,以裂纹的数量的增加与扩
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张为发展过程,以结构剥落、热应力脱落为主要表现形式,以浆叶缺损引起的搅拌器旋转动平衡失稳和浆叶严重磨损引起的搅拌强度骤降而终止使用。针对KR脱硫的间歇式搅拌工艺特点,对工作衬耐火材料提出了如下性能要求:1热震稳定性能优良,以抵御高低温频繁交替骤变引起的温差热应力破损;2致密高强,以抵御铁水的剧烈冲刷磨损;3)抗渗透、抗渣蚀性能优良,以抵御高温铁水与脱硫渣的渗透、侵蚀引起的破损。针对搅拌器的金属芯与工作衬耐火材料的复合体结构特征,由于两种材料之间性能的巨大差异以及脱硫过程中不同阶段搅拌器热物理状态的显著区别,导致脱硫过程中搅拌器复合体内应力交替变化。此外,锚固件的结构形式、布置方式、结构尺寸的不合理将直接影响到搅拌器复合体间的衔接强度。因而对搅拌器金属芯结构提出了缓解内应力与增强整体性的要求。搅拌器的热修可有效地填充工作衬上的破损缺陷,因而,作为一项常规的延长搅拌器使用寿命的手段在国内外铁水搅拌脱硫过程r