高炉用耐火材料(上)

  高炉砌筑用耐火材料为高炉现代化提供了基础保障。高炉炉体结构(炉墙)是由炉壳、冷却器和耐火内衬三部分组成。内衬主要作用是直接抵抗冶炼过程中机械、热力和化学的侵蚀,以保护炉壳和其他金属结构,减少热损失,并形成一定的冶炼空间即炉型。炉壳起密封渣、铁、煤气的作用,并承担一定的建筑结构的任务。冷却器用来保护内衬、炉壳,其布置轮廓在很大程度上决定着操作炉型。

  影响高炉寿命的因素很多,而内衬的破损程度是根本因素。实践表明,炉衬寿命随着冶炼条件而变。炉腹、炉腰和炉身下部是高炉内衬侵蚀最严重的部位,尤其是难以形成保护层的炉腰和炉身下部,目前已成为高炉内衬的最薄弱环节。炉喉处主要受固体炉料磨檫和夹带炉尘的高炉煤气流冲刷作用,以及装入炉料时,温度的急剧变化带来的影响。

  现代化的大、中型高炉要求一代炉龄的使用寿命为10年以上,而高炉是一种在高温高压下连续生产的冶金设备,所以耐火材料的质量好坏对高炉的使用寿命有直接的影响。

  高炉在冶炼过程中,内部发生极为复杂的物理化学反应,温度可高达2000℃以上,而且从上往下,炉内的温度分布不均,为了使炉内的反应保持物理和化学上的稳定,高炉用耐火材料总体上应达到以下要求:在高温下,不熔化、不软化、不挥发:同时应具有能在高温、高压条件下保持炉体结构完整的强度:必须能承受炉内温度变化的热冲击及物料下降和气体上升带来的磨损:同时还必须具有对铁水、炉渣和炉内煤气等的化学稳定性由于现代高炉大都采用了水冷壁技术,所以要求有些部位的耐火材料应具有适当的热导率,同时又不影响冷却效果。

  炉喉起保护炉衬和合理布料的作用,该区域主要受高炉来料的直接冲击和摩擦。由于该部位温度不高,约为400~500℃,所以使用的耐火材料多为致密粘土砖和高铝砖,但是使用寿命仍然较短,因此还采用耐磨耐撞击的铸钢砖保护。

  炉身上部和中部是高炉不了和块状物料下降的位置。炉身上部的温度较低,其破损的主要原因是由于布料和炉料下降带来的机械冲刷和随上升气流而在此聚集的碱金属所产生的化学侵蚀。在炉身中部,温度较高,温度波动较大,同时有些无聊在此处被加热分解,因此耐火材料损毁的主要原因是炉内温度变化产生的热震破坏作用,其次是物料下降和炉气上升的机械冲刷作用。综合来看,对高炉上部和中部用耐火材料的要求应该是:骑猪的炉衬材料应该具有较低的气孔率,较高的机械强度,能够抵抗炉料和上升气流的磨损,同时还应具有良好的抗碱金属侵蚀性,并且要求材料中的氧化铁含量要低,以避免与上升的CO发生氧化还原反应。高炉炉身上、中侵蚀原因及对耐火材料的要求见下表:

  高炉炉身下部和炉腰的温度高达1400~1600℃,是高炉出渣和金属铁形成的主要区域。从炉衬下部到炉腰的砖衬,既受下降炉料和上升高温高压煤气的磨损以及温度变化引起的热冲击,又受到FeO高碱度初渣的化学侵蚀,更为严重的是碱金属和锌蒸汽造成的炭素沉积和化学反应,使耐火砖组织脆化,失去强度。炉身下部、炉腰侵蚀原因及对耐火材料的基本性能见下表。

  以上阐述了高炉的炉喉、炉身、炉腰部位用耐火材料的侵蚀损坏原因及对耐火材料选择的性能要求。返回搜狐,查看更多

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