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高炉各部位耐火砖衬的选择

编辑:耐火砖   浏览:   时间:2018-05-08

  在生产过裎中,炉墙的耐火砖衬受到多方面的作用面逐步被侵蚀,因此在选择各部位的耐火砖衬时应遵循的原则足:耐火砖衬要与该部位的热流强度相对应,以保持在强热流的冲击下,砖衬仍能保持整体性和稳定性;耐火砖衬要与该部位的侵蚀机理相对应,以缓解和延缓内衬破损速度,延长高炉寿命;尽量选用价格/性能比低的耐火材料,即选用价格相对低一些而性能又好的耐火砖,不应盲目选用价格昂贵的高级耐火材料。各部位耐火砖衬选择的方法是:

  (1) 炉喉。主要承受入炉料的冲击和磨损,一般选用钢砖或水冷钢砖。

  (2) 炉身上部。这部位是析碳反府2CO2—CO+C易发生的地区,而且碱金属、锌蒸气的侵蚀也在这个地区发生,再加上下降炉料和上升煤气流的冲刷和磨损,因此应选用抗化学侵蚀和耐磨性好的耐火材料,最适宜的是高致密度黏土砖、高致密度的三等高铝砖或磷酸浸渍的黏土砖。现代大型高炉上采用薄壁结构时,常用1〜3段反扣冷却壁取代砖衬。

  (3) 炉身夺下部和炉腰。破损的主要机理是热震剥落,髙温煤气冲刷,碱金属、锌和析碳的作用,以及初渣的化学侵蚀。砖衬应选用抗热震、耐初渣侵蚀和防冲刷的耐火材料。现在国内外大型高炉选用性能良好但价格昂贵的碳化硅砖(氮化硅结合、自结合、赛隆结合>,以使寿命达到8年以。实践证明,再好的耐火材料也是要被侵蚀的,达到平衡(大概侵蚀到原厚度的一半)时才能稳定,这个时间大概为3年左右。实际上,使用性能良好的烧成铝碳砖(价格便宜得多),也能达到这个目标。所以1000m3及其以 下高炉都可采用铝碳砖。

  (4) 炉腹。破损的原因主要是高温煤气的冲刷和渣铁的冲刷,这部位的热流强度很大,任何耐火材料都不能长时间的抵御,

  在生产中主要靠渣皮工作,所以这部分不必选用太昂贵的耐火材料。这部位耐火材料寿命不长(长则1〜2个月,短则2〜3周),一般选用耐火度高、荷重软化温度高和体积密度大的耐火材料,例如高铝砖、铝碳砖等。

  (5) 炉缸风口区。这部位适高炉内惟一进行氧化反应的区域,产生的高温可达1900〜2400℃,砖衬受到高温引起的热应力的破坏,以及高温煤气冲刷、渣铁侵蚀、碱金属侵蚀、循环运动焦炭的冲刷等作用。现代高炉都采用组合砖砌筑炉缸风口区,材质为高铝、刚玉莫来石、棕刚玉和氮化硅结合的碳化硅等,也有用热压炭块的。

  (6) 炉缸下部和炉底。高炉内衬侵蚀严重的地区,其侵蚀程度历来是决定高炉一代寿命的依据。早期的炉底因无冷却,大多采用单一的陶瓷质耐火材料,因此热应力使砌体产生裂缝,铁水渗透入缝而使炉底砖漂浮是破损的主要原因。现在良好的炉底结构(陶瓷杯、交错咬砌等)和冷却,以及高质量棕刚玉、灰刚玉砖和碳质微孔、热压砖的使用,大大地延长了高炉炉底寿命。但是铁水对炭砖的渗透溶蚀、碱金属对炭砖的化学侵蚀、热应力对炭砖的破坏、CO2和H2O对炭砖的氧化仍然是威胁炉底、炉缸寿命的重要因素,而出铁时的铁水环流运动对炉缸砖衬圆周上的机械冲刷和溶蚀是炉缸损坏的首要因素。

  这部分的耐火材料采用导热性高、抗渗透性高、抗化学侵蚀性高、气孔率低、孔径微小的热压小块炭砖、微孔炭砖、热压半石墨炭砖以及用在陶瓷杯上的棕刚玉或灰刚玉砖等。在很长一段时间内,中小高炉使用电煅烧无烟煤制成的优质自焙炭块也取得了很好的效果。但改成陶瓷杯结构后,就不应再用自焙炭块,而要用焙烧炭块了。因为陶瓷杯结构上的高铝质耐火材料的隔热使自焙炭砖失去自焙的条件,不能使自焙炭砖形成整体,所以生产中出现了多次炉底烧穿事故(北台等>。

  铁口区工作条件恶劣,现在采用与炉缸耐火材质相匹配的铁口组合砖砌筑,生产中使用的有碳质、半石墨C-SiC质、莫来石、SiC质等。

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