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耐材答疑

高爐不同部位的耐火磚襯如何選擇

  高爐是現在主要的冶煉設備,是具有公益簡單,生產量大等特點,耐火磚襯在高爐中發揮著不可沒滅的作用,但是在生產過程中爐墻的耐火磚襯受到多方面的作用而逐步被侵蝕,因此為了延長高爐的使用周期,需要合理選購耐火磚襯,各個部位耐火磚襯的選擇方法是:

  (1)爐喉.主要承受人爐料的沖擊和磨損,一般選用鋼磚或水冷鋼磚.

  (2)爐身上部.這部位是析碳反應2CO2-CO + C易發生的地區,而且堿金屬,鋅蒸氣的侵蝕也在這個地區發生.再加上下降爐料和上升煤氣流的沖刷和磨損,因此應選用抗化學侵蝕和耐磨性好的耐火材料,最適宜的是高致密度m土磚,高致密度的三等高鋁磚或磷酸浸漬的粘土磚.現代大型高爐上采用薄壁結構時,常用1~3段反扣冷卻壁取代磚襯.

  (3)爐身中下部和爐腰.破損的主要機理是熱震剝落,高溫煤氣沖刷,堿金屬,鋅和析碳的作用,以及初渣的化學侵蝕.磚襯應選用抗熱震,耐初渣侵蝕和防沖刷的耐火材料.現在國內外大型高爐選用性能良好但價格昂貴的碳化硅磚(氮化硅結合,自結合,賽隆結合),以使壽命達到8年以上.實踐證明,再好的耐火材料也是要被侵蝕的,達到平衡(大概侵蝕到原厚度的一半)時才能穩定,這個時間大概為3年左右.實際上,使用性能良好的燒成鋁碳磚(價格便宜得多),也能達到這個目標.所以1000m3及其以下高爐都可采用鋁碳磚.

  (4)爐腹.破損的原因主要是高溫煤氣的沖刷和渣鐵的沖刷,這部位的熱流強度很大,任何耐火材料都不能長時間的抵御料.這部位耐火材料壽命不長(長則1~2個月,短則2~3周),一般選用耐火度高,荷重軟化溫度高和體積密度大的耐火材料,例如高鋁磚,鋁碳磚等.

  (5)爐缸風口區.這部位是高爐內惟一進行氧化反應的區域,產生的高溫可達1900~2400℃,磚襯受到高溫引起的熱應力的破壞,以及高溫煤氣沖刷,渣鐵侵蝕,堿金屬侵蝕,循環運動焦炭的沖刷等作用.現代高爐都采用組合磚砌筑爐缸風日區,材質為高鋁,剛玉莫來石,棕剛玉和氮化硅結合的碳化硅等,也有用熱壓炭塊的.

  (6)爐缸下部和爐底.高爐內襯侵蝕嚴重的地區,其侵蝕程度歷來是決定高爐一代壽命的依據.早期的爐底因無冷卻,大多采用單一的陶瓷質耐火材料,因此熱應力使砌體產生裂縫,鐵水滲透人縫而使爐底磚漂浮是破損的主要原因.現在良好的爐底結構(陶瓷杯,交錯咬砌等)和冷卻,以及高質量棕剛玉,灰剛玉磚和碳質微孔,熱壓磚的使用,大大地延長了高爐爐底壽命.但是鐵水對炭磚的滲透溶蝕,堿金屬對炭磚的化學侵蝕,熱應力對炭磚的破壞,CO2和H2O對炭磚的氧化仍然是威脅爐底,爐缸壽命的重要因素。

  各個部分的高爐的生產條件是不同的,因此不同的區域需要選購不同的耐火材料,對應來使用,避免因為耐火材料達不到要求等問題造成不必要的麻煩!
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