近十年來(lái),國(guó)內(nèi)鋼鐵工業(yè)產(chǎn)能劇增,由4億t增加到近9億t,鐵礦石價(jià)格劇增,擠壓了鋼鐵工業(yè)的利潤(rùn)空間。鋼鐵產(chǎn)能增加為耐火材料行業(yè)提供了發(fā)展機(jī)遇,增加了耐火材料用量,但相應(yīng)的問(wèn)題在于鋼鐵工業(yè)用戶對(duì)耐火材料的品質(zhì)、訂貨、付款的方式發(fā)生了很多變化:低價(jià)中標(biāo),使得耐火材料廠家?guī)缀鯚o(wú)利可圖;劣質(zhì)耐火材料使得新建高爐事故頻繁;訂貨合同的規(guī)范約定了耐火材料生產(chǎn)商的責(zé)任,而對(duì)用戶回款的失約責(zé)任則沒(méi)有約束;新的資金債務(wù)風(fēng)險(xiǎn)削弱了耐火材料行業(yè)的積極性與創(chuàng)造性。如何面對(duì)這些問(wèn)題?耐火材料行業(yè)不得不從技術(shù)和經(jīng)營(yíng)的角度看待這些問(wèn)題:從技術(shù)上做好工作,讓用戶明白窯爐關(guān)鍵耐火材料的品質(zhì)與使用壽命的關(guān)系,理解長(zhǎng)壽使用的高爐、熱風(fēng)爐如果要降低使用成本,必須采用高質(zhì)量的耐火材料;而對(duì)于某些使用要求不高的耐火材料,可以針對(duì)鋼種要求的不同,分級(jí)使用不同品級(jí)的耐火材料,實(shí)行優(yōu)質(zhì)優(yōu)價(jià),沒(méi)有必要過(guò)分講究性能指標(biāo),滿足使用要求即可。
在本文中,分析了近年來(lái)涉及到的高爐用低蠕變高鋁磚、陶瓷杯磚、炭磚以及球團(tuán)回轉(zhuǎn)窯窯頭澆注料、煉鋼中間包涂料等產(chǎn)品的性能優(yōu)劣,討論了所謂優(yōu)質(zhì)、劣質(zhì)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)與性能、壽命的關(guān)系,分析了用戶對(duì)于性價(jià)比的認(rèn)識(shí)與誤區(qū),就不同的使用條件和產(chǎn)品特性進(jìn)行了探討,供耐火材料業(yè)者與鋼鐵工業(yè)用戶參考。
1 優(yōu)質(zhì)優(yōu)價(jià)確保性能,促高爐長(zhǎng)壽穩(wěn)定
大型高爐的壽命可以達(dá)到15~20年,熱風(fēng)爐的壽命可以達(dá)到20~30年,保證如此壽命的前提是設(shè)備與耐火材料的品質(zhì)。例如,武鋼5。高爐采用優(yōu)質(zhì)耐火材料,使用壽命達(dá)到16年,其中熱風(fēng)爐用低蠕變高鋁磚實(shí)際上是剛玉-莫來(lái)石磚。由于采用電熔剛玉、燒結(jié)剛玉、莫來(lái)石骨料以及紅柱石細(xì)骨料,配合以精細(xì)的基質(zhì)成分設(shè)計(jì),因此使用了16年的磚尺寸收縮變化仍很小。同樣是低蠕變磚,如果價(jià)格定得比較低,生產(chǎn)廠家為了維持一定的利潤(rùn),必然要更換成低檔次材料,以降低成本。
含紅柱石的低蠕變莫來(lái)石磚訂貨價(jià)格每噸8 000多元,而現(xiàn)在有些所謂的低蠕變高鋁磚投標(biāo)價(jià)格低到4 000。5 000元·t-1。從原料推算,剛玉加莫來(lái)石原料價(jià)格已超過(guò)4 000元·t~,加上制磚、燒成、檢驗(yàn)合格與成品率等因素,低價(jià)不可能生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品。但問(wèn)題在于:一方面,鋼鐵用戶的有些主管人員僅熟悉業(yè)務(wù)流程而非專業(yè)行家,因此對(duì)于投標(biāo)多相信低價(jià)位與合同指標(biāo);另一方面,耐火材料業(yè)者的惡性競(jìng)爭(zhēng)造成低價(jià)位中標(biāo)盛行,尤其是總包性質(zhì)的工程中標(biāo),打壓了優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品的生存空間。?
有些高爐爐缸使用陶瓷杯,陶瓷杯采用棕剛玉磚或剛玉莫來(lái)石磚;有些采用預(yù)制塊。某些用戶要求高爐用棕剛玉磚的檢測(cè)理化指標(biāo)包括Al:0,含量、常溫耐壓強(qiáng)度、顯氣孔率、體積密度、荷重軟化開(kāi)始溫度、 熱導(dǎo)率、耐堿度、鐵水熔蝕指數(shù)、渣熔蝕、重?zé)€變化率、抗熱震性等。對(duì)于常溫耐壓強(qiáng)度,有些用戶甚至要求大于120 MPa,如此指標(biāo)要求,既是苛求,也不嚴(yán)謹(jǐn);因?yàn)槊恳环N檢測(cè)方法,只是一種相對(duì)單一的試驗(yàn)環(huán)境對(duì)某一性能的測(cè)定。就高爐而言,爐缸內(nèi)承受的環(huán)境包括堿侵蝕、渣、鐵侵蝕綜合在一起,并非一種特定條件可以因應(yīng)。從近年武鋼對(duì)高爐破損調(diào)查的結(jié)果分析,爐缸用棕剛玉磚主要存在環(huán)形裂縫,部分被侵蝕,磚內(nèi)被zn滲透反應(yīng),局部K、Na的侵蝕也較嚴(yán)重。根據(jù)這些結(jié)論,看不出苛刻要求磚的常溫耐壓強(qiáng)度指標(biāo)的合理性。
從使用長(zhǎng)壽的角度出發(fā),應(yīng)該先結(jié)合耐火材料的生產(chǎn)工藝,確定耐火原料的種類和品級(jí),生產(chǎn)出制品,然后重點(diǎn)分析產(chǎn)品與使用相關(guān)的特定性能。要確保產(chǎn)品的性能,必須以優(yōu)質(zhì)優(yōu)價(jià)為前提,才可能保證生產(chǎn)商選擇合適的原料與合理的配比。近年來(lái)高爐事故頻繁的重要原因之一就是低價(jià)中標(biāo)導(dǎo)致的產(chǎn)品質(zhì)量低劣的結(jié)果。
2 關(guān)鍵部位選擇高檔材料使得整體壽命達(dá)到均衡在鋼鐵工業(yè)的冶金爐窯中,使用部位不同,經(jīng)受的環(huán)境不同,對(duì)耐火材料的要求也不同。如果不區(qū)別對(duì)待,可能局部的破損嚴(yán)重就可能導(dǎo)致整體的中修或大修。比如高爐主溝,侵蝕最嚴(yán)重的部位是渣線和擋渣壩的部位。早期的主溝澆注料只有一種牌號(hào),其SiC含量(%)一般在11%~13%,3 200 m3高爐的主溝一次無(wú)修補(bǔ)通鐵量在8萬(wàn)~10萬(wàn)t;而采用SiC含量(%)在20%~30%的渣線澆注料與鐵線澆注料綜合砌筑,一次澆注成型,配合預(yù)制成型的擋渣壩,3 200 m3高爐的主溝一次無(wú)修補(bǔ)通鐵量可以提高到12萬(wàn)~18萬(wàn)t。又如球團(tuán)回轉(zhuǎn)窯用耐火材料,筒體部
分以窯頭的磨損、沖擊、剝落最嚴(yán)重,如果使用一種材料砌筑,可能窯頭的壽命只有6—8個(gè)月,而簡(jiǎn)體其他部位的壽命達(dá)到2年,因此使用壽命最短的窯頭部位需要更換,影響了整體使用效果。問(wèn)題在于,鋼鐵用戶并不關(guān)心耐火材料的砌筑過(guò)程和品質(zhì)改進(jìn),相對(duì)比較關(guān)注的是成本和是否影響生產(chǎn)過(guò)程。從鐵溝耐火材料來(lái)看,似(SiC)=97%~98%的碳化硅價(jià)格達(dá)5 700—6 600元/t,致密剛玉達(dá)5 000—5 500元/t,加上基質(zhì)細(xì)粉的成本,高檔次的鐵溝澆注料成本可能在5 500—6 500元/t,因此只有在關(guān)鍵部位使用高檔次材料,并配合在一般部位使用適宜的耐火材料,耐火材料生產(chǎn)商才有利可圖。事實(shí)上,高爐主鐵溝用耐火材料的技術(shù)進(jìn)步正是噸鐵承包的措施下技術(shù)進(jìn)步的結(jié)果。大型球團(tuán)回轉(zhuǎn)窯目前的大修壽命一般在2年,如果實(shí)現(xiàn)噸球耐火材料消耗承包,窯頭的澆注料才可能真正實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)優(yōu)價(jià),耐火材料實(shí)現(xiàn)分部位綜合砌筑與維護(hù),達(dá)到3—5年的大修壽命是可能的。
耐火材料的技術(shù)發(fā)展過(guò)程中,曾經(jīng)把高溫?zé)?、高純?cè)稀⒏邏撼尚妥鳛橐环N技術(shù)發(fā)展方向,隨著產(chǎn)品成本壓力的增加,耐火材料生產(chǎn)廠家加大了對(duì)低檔次原料、回收料的研究與利用。但從現(xiàn)場(chǎng)的角度看,嚴(yán)酷的使用條件必然對(duì)材料提出更高的要求,因此采用不同檔次的材料綜合砌筑、復(fù)合使用以達(dá)到均衡的最佳使用壽命,是耐火材料技術(shù)的追求方向。高溫?zé)?、高純?cè)稀⒏邏撼尚涂梢缘玫絻?yōu)異的產(chǎn)品性能,可以把它用到關(guān)鍵部位,綜合成本仍然可以降低。比如滑板磚使用高溫?zé)傻难趸唭?nèi)環(huán)就是一個(gè)典型例子,昂貴的氧化鋯材料能抵擋鋼水的沖刷破壞,而其他材料復(fù)合作為滑板本體材料,使用次數(shù)增加,綜合成本下降。
3 不同檔次材料應(yīng)有相應(yīng)的使用空間
隨著耐火材料行業(yè)的利潤(rùn)空間越來(lái)越小,耐火材料生產(chǎn)商開(kāi)始從原料角度出發(fā)尋求替代原料,盡可能降低成本。比較典型的案例是煉鋼用的中間包涂料。中間包涂料的價(jià)格如果在1 800—2 000元/t,采用牌號(hào)為MT-2~MT-4的涂料標(biāo)準(zhǔn),MgO含量(%)90%~97%的鎂砂價(jià)格在950~l 700
元/t,生產(chǎn)有微利可圖;如果降價(jià)到1500元/t或更低,就無(wú)利可圖了。為此,不少?gòu)S家采用了價(jià)格僅僅在450~500元/t的鎂橄欖石部分替代鎂砂原料來(lái)生產(chǎn)鎂橄欖石質(zhì)涂料,使用效果也可滿足要求。但如果按高的MgO含量標(biāo)準(zhǔn)考核,該產(chǎn)品就不合格了;如按涂料MT-1、MT-5的指標(biāo),鎂橄欖石質(zhì)涂料有可能滿足組成要求。問(wèn)題在于鎂質(zhì)涂料有可能影響某些鋼種的質(zhì)量,比如有研究口。表明:相對(duì)于鎂質(zhì)噴涂料和低堿度覆蓋劑,用鎂鈣質(zhì)噴涂料和高鈣覆蓋劑后,鋼水中≥5斗m的夾雜物去除率由82.2%提高到83.4%,≥0.55岬的夾雜物去除率由79.1%提高到83.0%,可降低鋼水全氧含量8%~14%,降低鋼水全氮含量8%~16%。
應(yīng)該鼓勵(lì)不同的使用條件采用適宜的耐火材料,以擴(kuò)大不同檔次耐火材料的使用空間,使耐火材料業(yè)者得以生存發(fā)展。耐火材料技術(shù)的發(fā)展有一個(gè)循環(huán)往復(fù)的過(guò)程,比如白云石爐襯——碳質(zhì)爐襯——無(wú)碳包襯的變化過(guò)程;鋼鐵工業(yè)也同樣存在一些技術(shù)的反復(fù),比如以前使用活性石灰進(jìn)行煉鋼造渣,現(xiàn)在為了降低煉鋼成本,少用降溫劑,部分鋼廠采用加一定量的石灰石造渣也取得了成效。耐火材料業(yè)者只有及時(shí)跟蹤用戶的要求,有針對(duì)性地進(jìn)行技術(shù)變革,才有可能以最低的成本滿足用戶的要求。
4 結(jié)語(yǔ)
從高爐的熱風(fēng)爐低蠕變高鋁磚、陶瓷杯磚、碳磚的分析看,只有優(yōu)質(zhì)優(yōu)價(jià)才有可能選擇優(yōu)質(zhì)原料來(lái)保證產(chǎn)品的品質(zhì);低價(jià)中標(biāo)導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量低劣是近年來(lái)高爐事故頻繁的主要原因。對(duì)于耐火材料業(yè)者,必須與鋼鐵用戶溝通,以技術(shù)和產(chǎn)品的高性價(jià)比來(lái)保證高爐系統(tǒng)的長(zhǎng)壽、穩(wěn)定使用,以避免技術(shù)的倒退。對(duì)于諸如高爐出鐵溝、回轉(zhuǎn)窯等壽命不太長(zhǎng)的高溫設(shè)備,在關(guān)鍵部位使用優(yōu)質(zhì)材料,滿足嚴(yán)酷的使用條件需要,通過(guò)采用不同檔次的材料綜合砌筑、復(fù)合使用達(dá)到均衡的最佳使用壽命。對(duì)于使用壽命短的產(chǎn)品,沒(méi)有必要過(guò)分講究性能指標(biāo),以滿足使用要求即可。普遍性地壓低耐火材料采購(gòu)價(jià)格,使得劣質(zhì)耐火材料流行,最終將損害鋼鐵行業(yè)的發(fā)展,引起耐火材料行業(yè)的倒退。按噸鐵、噸鋼、噸球計(jì)算耐火材料消耗從而給出適宜的耐火材料價(jià)格有利于耐火材料的技術(shù)進(jìn)步,尤其是鋼鐵行業(yè)利潤(rùn)率普遍降低的條件下,耐火材料行業(yè)最終也必須通過(guò)提高技術(shù)含量,改變經(jīng)營(yíng)方式,通過(guò)款到付貨、技術(shù)聯(lián)保、微利經(jīng)營(yíng),確保用戶生產(chǎn)順暢,最終達(dá)到互利共贏的效果。