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              高爐耐材配置及剛玉耐火磚介紹

              發布時間:2021/9/22 16:58:42 點擊率:



              高爐分大、中、小,所用的耐火材料會有一些差別,根據不同部位所用的材料也會有所不同。如高爐的爐喉是當爐料下降時,直接受到沖擊和摩擦的部位。通常使用高密度的高鋁磚。但不耐用,因此還采用了抗磨鑄鋼護板保護。
              高爐是一種用耐火材料制成的立式圓筒爐。外板用來加強和密封爐殼,并用冷卻器進行保護。火爐由上至下分為五個部分:爐喉、爐體、爐腰、爐腹、爐缸。汽缸部分有風口.鐵口和渣口,以上為進料裝置.氣體封蓋及導渣管。
              目的:煉鐵一般是在高爐中連續生產。鐵礦石.焦炭和石灰石從爐頂加入,從爐底加有壓力的空氣。燒焦時,礦石和石灰石與焦炭發生反應,最終形成鐵水和爐渣。
              上、中溫度僅為400-800℃,無渣形成,無渣蝕現象。這部分主要承受爐料沖擊。爐內粉塵增多,堿鋅氣體侵入。碳積積造成的破壞隨著高爐使用壽命的不斷提高,該部分采用高級耐火磚,如高鋁磚、硅線石磚等。
              由于下爐溫過高,造成大量渣量,降低了爐料的摩擦。爐內氣體上升,粉塵沖刷,堿金屬蒸氣侵蝕。所以,要求有良好的抗渣性.耐堿性.高溫強度和耐磨性的優質粘土磚.高鋁磚,甚至近年來氮化硅結合的碳化硅磚或玉磚。而且隨著高爐容量的增加,耐火材料等級也隨之提高。比如,小高爐可以使用廉價的粘土磚或高鋁磚,而大的高爐使用碳化硅產品甚至是Sialon結合的剛玉磚。
              在1400~1600℃時,高爐腰部溫度上升至1400~1600℃,這一部位產生大量的渣渣,嚴重侵蝕渣,鉀鈉蒸汽侵蝕嚴重,含塵熱氣上升對爐襯有很大的沖刷和腐蝕,焦炭與其它材料摩擦。以上因素綜合作用,使該部分耐火磚損壞更為嚴重。過去經常使用粘土磚和高鋁磚,特別是小高爐。
              在大型高爐中,氮化硅結合使用較多。剛玉磚也有采用Sialon的趨勢。使用鋁炭磚的中小型高爐比例不斷增加,即中小型高爐采用鋁碳磚甚至微孔鋁碳磚,值得關注。

              高爐材料
              高爐基礎由埋于地下的鋼筋混凝土基礎和其他耐火材料如暴露地面的耐火混凝土構成。其作用是將受力均勻地傳給地層。1.1爐基負荷要求1.1爐基負荷1.1對高爐基礎強度的影響往往包括靜態負荷.動負荷和熱應力,其中:(1)靜態負荷對爐基的影響最大。爐基的靜載能力是高爐有效容積的13~15倍。含爐料.渣鐵.耐火砌塊.爐基.金屬結構.冷卻水和冷卻設備.輔助設備(爐頂加料設備.煤氣排出管.熱空氣圍管.各層平臺.梯子)等。及爐前建筑.斜橋.料車提升機等。另外,還有來自風雪的活動荷載。以上荷重有的對稱,有的不對稱。載荷不對稱是引起力矩的因素,并會引起沉陷不均。(2)動載荷。高爐生產中,易發生崩料.人工頂料.煤氣爆炸等動負荷。熱載(3)。熱應力是由高溫引起的。另外,由于爐內存放的高溫鐵水,爐基溫度高.高.低,產生熱應力;此外,爐基材料本身受熱也會損壞。1.2對爐基的要求(1)高爐基礎應能把全部荷載傳給地基而又不會過度沉降。(2)高爐基礎本身應有足夠的強度和耐熱性能。3)結構簡單,費用低廉。高爐基礎結構由耐熱混凝土基礎和鋼筋混凝土基礎組成。在高爐爐底與爐底之間為耐熱混凝土墩,起到保溫傳力的作用。外形為圓筒形,直徑與爐底相同,包裹在爐殼內,高度不小于直徑的四分之一。底材一般采用硅酸鹽水泥耐火混凝土,以硅酸鹽水泥作粘結材料.粘土熟料.廢耐火磚粉作摻和料.粘土熟料.廢耐火粘土磚為骨料,整體澆筑。最大的使用溫度是1000~1200℃。用345mm厚的耐火磚圍成一圈,然后外層是爐殼,在爐殼與耐火磚之間,用鉻碳填充料填充的空隙。為了防止基墩開裂,并保證其足夠的強度,整個基墩應配置環形鋼筋。基座為爐基的承重部,水平截面為最佳圓形,能使溫度分布均勻,減少熱應力。為便于施工,經常用多邊形(如八角.十六邊形)來代替下底墩和柱子,置于底座上表面的圓周面積上,底部的底面應保證基礎承載力不超過地層的容許耐壓值。由表底至底面,斷面逐漸增大,一般為25℃左右。因上下溫度條件不同,下溫度條件不同,為了避免熱應力的影響,二者之間有膨脹縫,填充特殊填料。例如純石英砂、白色耐火粘土(高嶺土)等硬塑性砂漿,抹平后灑上10mm厚的石墨粉。該爐殼氣封結構設置于基墩下端與底座的連接處,避免了爐內氣逸出及爐外冷卻水流入。氣密板與爐殼之間的間隙為100~150mn。填充碳素填充物。用砂漿抹在基座上表面,便于排水。對高爐基礎進行處理的基礎,最好是建在天然地面或承受0.2-0.5MPa沖擊土壤上。在土體承載壓力低于設計要求時,應進行基礎處理。基礎處理方法有墊層、打樁、沉箱等。基礎埋設深度不能超過冰凍線,0.1~0.25m。基底入地深度20~40m左右,到達支撐層。

              高爐用剛玉磚
              隨著高爐規模的不斷擴大,其材料和結構類型各異,但綜合爐底較多。中國.俄羅斯.日本.美國等國家應用廣泛。
              高爐襯里合理選用耐火材料是關鍵。30年來,爐底各部位耐火材料的研究與開發取得了多項成果。碳素材料,如日本NDK公司的BC-7S微孔炭磚.BC-SSR超微孔炭磚.美國的NMA.NMD熱壓炭塊.法國的AM.AM-102.國產半石墨炭磚.微孔炭磚.高導熱半石墨炭磚.超微孔炭磚等;剛玉莫來石.復合棕剛玉.灰玉.高鋁磚等。這是一種優良的材料,已在國內外大型高爐上取得初步成果。
              高爐是盛裝鐵水、渣鐵的場所,燃燒焦炭產生大量的氣體,為高爐還原創造初始條件。爐內,特別是風口區,是高爐內溫度最高的區域,溫度在1700-2000℃以上,爐底溫度一般在1450-1500℃之間。爐內襯里除受鐵液的化學侵蝕和沖刷作用外,爐底主要受鐵水滲透所侵蝕。
              接近風口區的爐缸上部溫度為1700~2000℃,一般為1450~1500℃。現今爐底多采用致密度高.導熱性好.耐腐蝕石墨磚、微孔碳磚。需要指出的是,近幾年來出現了這部分陶瓷杯,即無炭耐火磚,即在爐底接觸鐵水的工作襯里中使用無炭耐火磚,如剛玉磚、合成莫來石磚等。

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