耐材答疑

高炉不同部位的耐火砖衬如何选择

  高炉是现在主要的冶炼设备,是具有公益简单,生产量大等特点,耐火砖衬在高炉中发挥着不可没灭的作用,但是在生产过程中炉墙的耐火砖衬受到多方面的作用而逐步被侵蚀,因此为了延长高炉的使用周期,需要合理选购耐火砖衬,各个部位耐火砖衬的选择方法是:

  (1)炉喉.主要承受人炉料的冲击和磨损,一般选用钢砖或水冷钢砖.

  (2)炉身上部.这部位是析碳反应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m土砖,高致密度的三等高铝砖或磷酸浸渍的粘土砖.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)炉身中下部和炉腰.破损的主要机理是热震剥落,高温煤气冲刷,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年以上.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.这部位是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日区,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,铁水渗透人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。

  各个部分的高炉的生产条件是不同的,因此不同的区域需要选购不同的耐火材料,对应来使用,避免因为耐火材料达不到要求等问题造成不必要的麻烦!
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