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寰洋新闻

高炉各部位耐火材料的选择大有讲究?

编辑:寰洋耐材   浏览:   时间:2018-02-22

(1)炉缸

炉缸的主要作用之一是安全地容纳铁水,炉缸耐火材料在温度大于1500℃时,必须保持足够的稳定。因而炉缸炉底部位要选用抗铁水渗透、熔蚀性好、抗碱金属侵蚀、导热性好的炭砖,可用热压小块碳砖取代大块碳砖,或在碳砖上面砌筑陶瓷环。另外,半石墨产品已经用于炉缸、炉墙。半石墨砖具有较强的应力吸收特性和较高的导热性,可以大大减少耐火材料炉衬的径向温度梯度。

国外新建及新近大修的大型高炉炉底、炉缸结构形式主要有以下几种:在炉底炭块上砌陶瓷垫材料,炉缸采用热压小块碳砖;典型的陶瓷杯结构,炉底碳砖上砌莫来石砖,炉缸侧壁砌筑刚玉质大型预制块或塞隆结合刚玉砖,炉缸砌筑优质碳砖或微孔碳砖;炉底、炉缸耐火材料主要采用大块碳砖,石墨碳化硅砖和大块碳砖的主要技术性能见表2.关键部位采用微孔或超微孔碳砖,炉底碳砖上砌1~2层陶瓷砖。

(2)风口区和炉腹

风口区和炉腹是高炉内温度最高的区域。风口前产生的高温煤气以很高的速度上升,其温度在1600℃以上。1450~1550℃的高温铁水和炉渣经炉腹流向炉缸,各种冶金反应在这个区域剧烈进行,这个区域要求耐火材料耐高温、耐炉渣的侵蚀、抗碱性好、抗二氧化碳和水的氧化。用于这个部位的耐火材料有:刚玉砖、铝碳砖、热压半石墨碳砖、SiC砖、Si3N4结合SiC砖、Sialon结合SiC砖、Sialon结合刚玉砖。现在SiC系列砖表现出了较长的使用寿命。

(3)炉腰和炉身下部

炉腰的炉身下部是高炉软熔带根部所在位置,这里温度高,但形不成渣皮或形不成稳定的渣皮“自我保护”。耐火材料经受剧烈的温度波动、初成渣的侵蚀、碱金属、锌的侵蚀、高温煤气流的冲刷、下降炉料的磨损、二氧化碳、水的氧化、一氧化碳的侵蚀等,要求耐火材料热震稳定性好、耐高温、抗碱性好、抗胡渣侵蚀能力强、抗氧化、耐磨、导热性号。曾用于该部位耐火材料有高铝砖、刚玉砖、铝碳砖、SiC砖、Si3N4结合SiC砖、Sialon结合SiS砖、热压石墨碳砖、半石墨碳-碳化硅砖、Sialon结合刚玉砖等。迄今为止,还没有找到一种完全能够满足这个部位工作条件的耐火材料。目前这个部位所以能持续工作十年以上,主要是靠控制边沿气流和强化冷却。相对来说,铝碳砖、SiC砖、Si3N4结合SiC砖、Sialon结合SiS砖、Sialon结合刚玉砖等有较好的使用效果。如果能保证足够强的冷却系统配置,采用石墨砖也是应用趋势。

(4)炉身中部和上部

炉身中部的温度较炉身下部低,一般选择高铝砖、刚玉砖和碳化硅。炉身上部温度较低,耐火材料主要受到炉料的磨损和冲击,上升煤气流的冲刷以及碱金属、锌和碳沉积的侵蚀。这个部位要求耐火材料耐磨、抗碱性能好以及拥有较好的热震稳定性。选用的耐火材料有粘土砖、高铝砖、硅线石砖、刚玉砖,国外也有用SiC砖和浇注料的。现在一些大高炉炉身上部有采用冷却壁来代替耐火砖的趋势。

日本新日铁在高炉上的实验表明:SiC砖用于炉身下部,其蚀损速度最慢。炉身中、下部铝碳砖的热导率、抗碱性、透气性及抗压强度仅次于SiC砖,优于其他耐火材料,而抗氧化性、抗热震性及抗铁水熔蚀性比SiC砖好。炉身上部及炉喉部,破损调查证明:高铝砖和粘土砖抗碱性很差,而且抗渣性、导热性、热震稳定性均很差,不适合高炉。

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