來自材料工程的技術解決方案:VOD真空精煉防噴濺革新性成果
(文/肖滿成)鋼鐵是最為主要的生產(chǎn)用料之一,人類對鋼鐵的研究與應用歷史已有數(shù)千年,一直以來,如何更高效率、更安全地鑄造鋼鐵是煉鋼工匠們不斷鉆研探究的問題。進入現(xiàn)代以來,新型煉鋼技術層出不窮,應用最廣泛的煉鋼法之一的“VOD法”起源于20世紀60年代,經(jīng)過不斷發(fā)展后在中國的大連、重慶、上海、撫順、西寧、北京等地遍地開花。中國采用VOD法精煉鋼鐵的起步較晚,仍存在部分技術不足之處,因此中國的煉鋼行業(yè)從業(yè)者和相關領域的專家們發(fā)揮匠人精神,在不斷創(chuàng)新中推動中國煉鋼事業(yè)的發(fā)展。材料工程專家郝建明也是其中一員,他擁有對VOD真空精煉法的深刻了解,并結合自身在材料工程研發(fā)領域的豐富知識和高超技術發(fā)明了一款用于控制VOD真空噴濺危害的防濺罩,為中國VOD煉鋼質(zhì)量提升與生產(chǎn)安全提供了富有革新意義的技術解決方案。
“VOD法”指的是一種在真空條件下吹氧脫碳并吹氬攪拌生產(chǎn)高鉻不銹鋼的爐外精煉技術,是真空吹氧脫碳法的簡稱。世界上第一臺VOD爐為1965年德國Edelstahlwerk Witten公司于1965年開發(fā)的50t VOD爐,自那以后的多年間,VOD爐精煉技術不斷改進、容量持續(xù)擴增,到今天VOD型真空精煉設備以其設備簡單、投資少、成本低、精煉鋼種多、質(zhì)量高、操作方便等優(yōu)點而成為世界上應用最廣泛的爐外精煉設備之一。但與此同時,VOD法由于其精煉控制工藝相對復雜、對煉鋼設備具有較高要求、需要保持工況環(huán)境穩(wěn)定等特點,在投入實際應用時會因為各煉鋼廠的設備條件、工廠環(huán)境以及工人操作水平等不穩(wěn)定因素的影響而出現(xiàn)各種工藝問題,真空噴濺即是其中危害較大、處理較為困難的一種。真空噴濺在煉鋼過程中極易發(fā)生,并且會對設備造成嚴重損害,不僅影響冶金效果,而且還可能誘發(fā)嚴重安全事故從而導致停產(chǎn)。因此,減少真空噴濺的發(fā)生及其造成的影響是提升VOD煉鋼水平的必要任務。
面對這一難題,材料工程專家郝建明選擇從防濺罩入手減少其危害。郝建明現(xiàn)擔任山西翔宇耐火材料股份有限公司的戰(zhàn)略咨詢顧問,同時也是具有眾多原創(chuàng)技術成果和行業(yè)貢獻的知名材料工程專家,在耐火材料研究和制造方面有豐富的經(jīng)驗。耐火材料種類眾多,其大多被用于生產(chǎn)各類服務嚴苛生產(chǎn)環(huán)境的耐材產(chǎn)品,鋼鐵行業(yè)便是耐火材料流向的重要下游行業(yè)。郝建明擁有在中國最大不銹鋼生產(chǎn)基地太原鋼鐵集團參與煉鋼工作的經(jīng)歷,因此他十分了解煉鋼過程中真空噴濺的發(fā)生位置、噴濺影響范圍以及鋼包形狀,并以此為依據(jù)專門研究了“一種用于VOD真空精煉鋼水包的防濺罩”。
為了在承受鋼水的極高溫度后還能正常運作并保持良好的阻隔作用,防濺罩對用料質(zhì)量提出了很高的要求。郝建明在耐火材料領域深耕多年,多次研究出具備行業(yè)領先優(yōu)秀性能的耐火材料,他多次改變材料配比并測試材料在極端情況下的耐熱情況,終于選定一種性能最佳的耐火澆注料,將其作為制造防濺罩的基本材料。在防濺罩設計上,罩體總體呈圓形,帶有固定用錨固釘以保證防濺蓋的穩(wěn)固性,郝建明還為90t與180t型號的VOD設備設計了不同大小的防濺罩以適應設備需求。郝建明設計的防濺蓋擁有極富特色的外觀,其耐熱性能極佳,厚重的罩體能夠有效限制渣鋼噴濺的范圍并保護煉鋼設備不被熔穿,防濺罩的結構設計也十分優(yōu)秀,十分便于工人安裝和使用。
這款防濺罩獲得了良好的專利評價結果,被認為是具備獨創(chuàng)性的設計,得到國家知識產(chǎn)權局的認可并被授予專利證書認證。在實際應用中,郝建明成功為煉鋼工廠提供了一種易于使用且防濺效果優(yōu)秀的防濺設備,其被廣泛地應用于國內(nèi)多家煉鋼工廠。據(jù)鋼廠負責人反映,這種防濺罩的使用壽命比其他品類更長,在使用之后,因真空噴濺造成的吹氧槍噴嘴堵塞和熔穿次數(shù)顯著減少,并且防濺罩易于安裝,工人上手快,不影響原有的鋼鐵生產(chǎn)節(jié)奏。在VOD真空精煉法應用廣泛的今天,郝建明設計的“一種用于VOD真空精煉鋼水包的防濺罩”為國內(nèi)煉鋼工廠提供了一種高便捷性、有效保障生產(chǎn)安全、保持煉鋼質(zhì)量的手段,也為中國煉鋼工業(yè)的發(fā)展做出了重要貢獻。
在鋼鐵行業(yè)和耐火材料行業(yè)均有工作經(jīng)歷的郝建明十分清楚,這兩個行業(yè)相輔相成、關系緊密,耐材的研發(fā)為煉鋼生產(chǎn)提供支持,鋼鐵行業(yè)的發(fā)展需求也是耐火材料突破性能限制、不斷革新的動力。郝建明表示,鋼鐵行業(yè)是中國重要的支柱型產(chǎn)業(yè),而他作為耐材行業(yè)的一員會從材料工程的角度盡己所能,持續(xù)關注行業(yè)需求,不斷開發(fā)更多高性能的耐火材料及耐材產(chǎn)品,助力中國鋼鐵行業(yè)更好地發(fā)展。