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高炉炉衬耐火材料的选择及应用

   现代技术的发展,大大地促进了我国高炉技术的进步,高炉一代寿命大大提高。这除了应归于高炉炉体结构参数趋于合理、操作参数的进一步优化外,还应归功于高炉炉衬耐火材料与施工技术的进步。我们就国内目前高炉炉衬耐火材料的应用情况,优选了三套比较有代表性的方案。其中,方案一选择了高导热石墨炭和半石墨化烧成炭砖砌筑炉底:炉缸采用高导热的微孔炭砖;并采用陶瓷杯技术;炉腹、炉腰、炉身下部选用si3N4结合sic砖。这种结构选择的材料等级较高,造价较贵。方案二以国产烧炭块代替方案一中的烧成炭砖,并以国内自行研制的与si3N4结合sic砖性能接近,而价格便宜得多铝碳砖部分代替si3N4结合sic砖,以达到降低造价的目的。方案三采用了与方案二相同的炉底结构,但在炉腹、炉腰、炉身下部直至中部大量采用烧成铝碳砖代替si3N4结合sic砖,进一步降低高炉造价。下面就有关高炉炉衬耐火材料的选择分别预以说明。


    高炉炉底、炉缸是高炉的重要部位,炉龄的长短,主要取决于这两部位的使用寿命。因此,近代高炉在此部位均采用炭砖加陶瓷杯的混合结构。炉底下部全部使用炭砖,上部靠周边冷却壁砌筑环形炭砖,炉缸部位也采用炭砖砌筑,在炉底中央和炭砖内侧砌筑陶瓷质材料的陶瓷标。采用这种结构形式,其目的是利用炭砖热传导性能好的特点,加强炉底冷却散热,将铁水凝固等温线(1500℃)向上部推移,并把800℃左右的化学反应等温线推至保护层内,从而减缓炉底侵蚀速度,防止环形断层的发生,延长炉底使用寿命,另外,炭砖的最大弱点是抗氧化能力差。尽管高炉冶炼性属于还原性气氛,但是暴露无遗在与炉气接触的炭砖,仍然非常容易氧化。因此,耐酸浇注料采用在炭砖内侧镶砌一层高温理化性能特好的中性陶瓷材料以保护炭砖在烘炉期间和炉役前期不被氧化的陶瓷杯技术,能够有效地阻止液体炉渣和铁水过早地向炭砖渗透接触,间接地延长高炉的使用寿命。

耐酸浇注料

   在炉身上部,其破损主要是由于炉料下降对内衬的机械冲刷和化学侵蚀。但是,由于新设计的高炉大都采用倒扣式冷却壁技术,因此布料对内衬带来的破坏作用已大大减轻。化学侵蚀主要来自钾、钠、碱金属在高炉下部被还原,随着气流上升至炉身上部,在砖衬表面重新凝固、聚集,同内衬耐火材料发生化学反应,从而对炉衬造成严重破坏,优质粘土砖通过真空浸渍磷酸处理,其抗碱金属侵蚀的能力大大加强,同时其抗震性及强度也得到一定的改善,因此,我们在炉身上部选用了真空浸渍磷粘土砖。


    热风炉是整个高炉系统中的关系的关键设备,热风炉寿命对高炉的一代炉龄有着重要的影响,要提高热风炉的寿命,选择的耐火砖耐火泥浆应除具有良好的耐火急冷急热性,砌体还应具有良好的整体结构强度,使其密封性好,保温性好。在热风炉耐火材料选择睦,既要考虑寿命,又要考虑成本。在热风炉的中下部采用粘土砖和高铝砖。在热风炉的上部考虑到高风温,采用硅砖。耐火泥浆选用与砖具有匹配的化学成份,高温性能稍高的牌号相对应。在炉壳与保温炉衬间选择喷涂料做为保护层,避免炉内有害成份对炉壳的侵蚀,具体选择可根据实际情况而定。



  


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