一、高炉中影响高炉使用寿命的特殊部位
高炉中影响高炉使用寿命的特殊部位有:炉底、炉缸、炉身中部、风口区域、机械冲刷力较强区域、热风炉、铁线、渣线、铁沟、摆动沟等。
二、高炉中特殊部位对炉衬耐火砖和耐火材料的要求
1、高炉炉底、炉缸是高炉的重要部位,炉龄的长短,主要取决于这两部位的使用寿命。因此,近代高炉在此部位均采用炭砖加陶瓷杯的混合结构。炉底下部全部使用炭砖,上部靠周边冷却壁砌筑环形炭砖,炉缸部位也采用炭砖砌筑,在炉底中央和炭砖内侧砌筑陶瓷质材料的陶瓷标。采用这种结构形式,其目的是利用炭砖热传导性能好的特点,加强炉底冷却散热,将铁水凝固等温线(1500℃)向上部推移,并把800℃左右的化学反应等温线推至保护层内,从而减缓炉底侵蚀速度,防止环形断层的发生,延长炉底使用寿命,另外,炭砖的最大弱点是抗氧化能力差。尽管高炉冶炼性属于还原性气氛,但是暴露无遗在与炉气接触的炭砖,仍然非常容易氧化。因此,采用在炭砖内侧镶砌一层高温理化性能特好的中性陶瓷材料以保护炭砖在烘炉期间和炉役前期不被氧化的陶瓷杯技术,能够有效地阻止液体炉渣和铁水过早地向炭砖渗透接触,间接地延长高炉的使用寿命
2、高炉炉身中部,主要是热震破坏,其次是机械冲刷。在所有的耐火材料中,浇成铝碳砖尤其是烧成微孔铝碳砖具有极好的抗震性能,同时又具有一定的抗冲刷能力。因此,我们在此区域选择铝碳砖作为首选材料,其次,一级高铝砖用在此部位也是能够满足要求的,而且价格便宜。
3、高炉风口区域是整个高炉工况条件是为恶劣的区域之一,在此区域,冲刷、侵蚀、热震三种破坏同时存在,同时,该区域孔洞较多,再加上风口区域的耐火砌体既要对下部炭砖和刚玉砖进行有效的保护,又要对上部砖衬进行有效支撑。因此,对该区域耐火材料的质量和性能要求非常高。
4、高炉中机械冲刷力较强区域选用si3N4结合sic砖,砖中点状布置AI2O3含量大于70%的高铝砖是比较合理的。
5、高炉铁线、渣线、铁沟、摆动沟等部位要求耐火材料抗冲刷,耐侵蚀,不渗透,抗氧化性能好,寿命长施工方便。铁、渣沟上加盖,是为了防止出铁和渣时铁水和溶渣飞溅、热气流、烟尘向外扩散减少环境污染。铁渣沟沟盖专用耐火材料为结合国内状况,采用化学结合超微粉艺生产的低水泥钢纤维浇注料,性能达到或超过国外同类型产品的技术要求。
6、热风炉是整个高炉系统中的关系的关键设备,热风炉寿命对高炉的一代炉龄有着重要的影响,要提高热风炉的寿命,选择的耐火砖与耐火泥浆应除具有良好的耐火急冷急热性,砌体还应具有良好的整体结构强度,使其密封性好,保温性好。在热风炉耐火材料选择睦,既要考虑寿命,又要考虑成本。在热风炉的中下部采用粘土砖和高铝砖。在热风炉的上部考虑到高风温,采用硅砖。耐火泥浆选用与砖具有匹配的化学成份,高温性能稍高的牌号相对应。在炉壳与保温炉衬间选择喷涂料做为保护层,避免炉内有害成份对炉壳的侵蚀.
三、为了提供高炉的使用寿命同时降低成本向用户推荐三套高炉炉衬耐火材料方案。
方案一,选择了高导热石墨炭和半石墨化烧成炭砖砌筑炉底:炉缸采用高导热的微孔炭砖;并采用陶瓷杯技术;炉腹、炉腰、炉身下部选用si3N4结合sic砖。这种结构选择的材料等级较高,造价较贵。
方案二,以国产烧炭块代替方案一中的烧成炭砖,并以国内自行研制的与si3N4结合sic砖性能接近,而价格便宜得多铝碳砖部分代替si3N4结合sic砖,以达到降低造价的目的。
方案三,采用了与方案二相同的炉底结构,但在炉腹、炉腰、炉身下部直至中部大量采用烧成铝碳砖代替si3N4结合sic砖,进一步降低高炉造价。