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高爐各部位用哪些耐火材料

發布時間:2014/6/19 17:06:07 點擊率: 來源:admin 作者:榮盛耐材
高爐各部位用到哪些耐火材料 這可能是剛從事耐火材料的朋友們都比較關注的一個問題,搞清楚了高爐各部位用到的耐火材料,我們下一部才能更好的給客戶推薦合適的耐火材料,為客戶提供完善的解決方案
(1)爐缸用耐火材料
爐缸的主要作用之一是安全地容納鐵水,爐缸耐火材料在溫度大于1500℃時,需要保持足夠的穩定。因而爐缸爐底部位要選用抗鐵水滲透、熔蝕性好、抗堿金屬侵蝕、導熱性好的炭磚,可用熱壓小塊碳磚取代大塊碳磚,或在碳磚上面砌筑陶瓷環,陶瓷杯材料主要技術性能堿表1。另外,半石墨產品已經用于爐缸、爐墻。半石墨磚具有較強的應力吸收特性和較高的導熱性,可以大大減少耐火材料爐襯的徑向溫度梯度。
表1  陶瓷杯耐火材料主要物理性能
材質
體積密度/(g/cm3)
顯氣孔率/%
抗壓強度/MPa
抗壓強度/MPa
荷重軟化溫度/℃
重燒線變化率/%
熱導率/
[W/(m·K)]
化學成分/%
w(Al2O3)
w(Fe2O3)
莫來石質
≥2.50
≤20
≥60
 
≥1600
+0.1
 
≥70
≤1.0
剛玉莫來石質
≥3.35
≤18
≥55
≥20
≥1650
≤1.0
≥2.25
≥88
≤0.3
國外新建及新近大修的大型高爐爐底、爐缸結構形式主要有以下幾種:在爐底炭塊上砌陶瓷墊材料,爐缸采用熱壓小塊碳磚;典型的陶瓷杯結構,爐底碳磚上砌莫來石磚,爐缸側壁砌筑剛玉質大型預制塊或塞隆結合剛玉磚,爐缸砌筑高質量碳磚或微孔碳磚;爐底、爐缸耐火材料主要采用大塊碳磚,石墨碳化硅磚和大塊碳磚的主要技術性能見表2.關鍵部位采用微孔或超微孔碳磚,爐底碳磚上砌1~2層陶瓷磚。
表2  普通大塊碳磚和石墨碳化硅主要技術性能
材質
體積密度/(g/cm3)
顯氣孔率/%
抗壓強度/MPa
抗壓強度/MPa
熱導率/
[W/(m·K)]
化學成分/%
w(SiC)
w(F.C)
Ad
Vd
普通碳磚
≥1.5
≤20.0
≥35
≥8
 
 
≥90
≤8.0
≤1.0
石墨SiC磚
≥1.9
≤19.0
≥35
≥7
≥20.0
≥20.0
≥50
 
 
(2)風口區和爐腹用耐火材料
風口區和爐腹是高爐內溫度高的區域。風口前產生的高溫煤氣以很高的速度上升,其溫度在1600℃以上。1450~1550℃的高溫鐵水和爐渣經爐腹流向爐缸,各種冶金反應在這個區域劇烈進行,這個區域要求耐火材料耐高溫、耐爐渣的侵蝕、抗堿性好、抗二氧化碳和水的氧化。用于這個部位的耐火材料有:剛玉磚、鋁碳磚、熱壓半石墨碳磚、SiC磚、Si3N4結合SiC磚、Sialon結合SiC磚、Sialon結合剛玉磚,F在SiC系列磚表現出了較長的使用壽命。
(3)爐腰和爐身下部用耐火材料
爐腰的爐身下部是高爐軟熔帶根部所在位置,這里溫度高,但形不成渣皮或形不成穩定的渣皮“自我保護”。耐火材料經受劇烈的溫度波動、初成渣的侵蝕、堿金屬、鋅的侵蝕、高溫煤氣流的沖刷、下降爐料的磨損、二氧化碳、水的氧化、一氧化碳的侵蝕等,要求耐火材料熱震穩定性好、耐高溫、抗堿性好、抗胡渣侵蝕能力強、抗氧化、耐磨、導熱性號。曾用于該部位耐火材料有高鋁磚、剛玉磚、鋁碳磚、SiC磚、Si3N4結合SiC磚、Sialon結合SiS磚、熱壓石墨碳磚、半石墨碳-碳化硅磚、Sialon結合剛玉磚等。迄今為止,還沒有找到一種可以夠滿足這個部位工作條件的耐火材料。目前這個部位所以能持續工作十年以上,主要是靠控制邊沿氣流和強化冷卻。相對來說,鋁碳磚、SiC磚、Si3N4結合SiC磚、Sialon結合SiS磚、Sialon結合剛玉磚等有較好的使用效果。如果能保證足夠強的冷卻系統配置,采用石墨磚也是應用趨勢。爐腹、爐腰和爐身下部用耐火材料的主要技術性能見表3.
表3  爐腹、爐腰和爐身下部用耐火材料的主要技術性能


    

材質
體積密度/(g/cm3)
顯氣孔率/%
抗壓強度/MPa
抗折強度/MPa
熱導率/
[W/(m·K)]
化學成分/%
w(Al2O3)
w(SiC)
w(F.C)
剛玉磚
≥3.2
≤15
≥55
≥20
 
≥85
 
 
Si3N4結合SiC磚
≥2.6
≤16
≥170
≥40
 
 
≥70
 
Sialon結合SiC磚
≥2.65
≤16
≥170
 
≥16
 
≥70
 
Sialon結合剛玉磚
≥3.15
 
≥120
 
 
≥80
 
 
石墨磚
≥1.75
≥15
≥30
≥17
≥100
灰分≤0.25
≥95
 
(4)爐身中部和上部
爐身中部的溫度較爐身下部低,一般選擇高鋁磚、剛玉磚和碳化硅。爐身上部溫度較低,耐火材料主要受到爐料的磨損和沖擊,上升煤氣流的沖刷以及堿金屬、鋅和碳沉積的侵蝕。這個部位要求耐火材料耐磨、抗堿性能好以及擁有較好的熱震穩定性。選用的耐火材料有粘土磚、高鋁磚、硅線石磚、剛玉磚,國外也有用SiC磚和澆注料的,F在一些大高爐爐身上部有采用冷卻壁來代替耐火磚的趨勢。
日本新日鐵在高爐上的實驗表明:SiC磚用于爐身下部,其蝕損速度慢。爐身中、下部鋁碳磚的熱導率、抗堿性、透氣性及抗壓強度僅次于SiC磚,優于其他耐火材料,而抗氧化性、抗熱震性及抗鐵水熔蝕性比SiC磚好。爐身上部及爐喉部,破損調查證明:高鋁磚和粘土磚抗堿性很差,而且抗渣性、導熱性、熱震穩定性均很差,不適合高爐。
目前,寶鋼運行的4座高爐中,1號和2號高爐均為大修后的第二代。每座高爐的建設或大修改造設計都曾對使用壽命提出過不同的要求:1~3號高爐設計時分別提出了8、10、12年的一代爐齡壽命目標;到1號高爐大修時則提出12~15年;在4年高爐建設和2號高爐大修時又提高到18~20年。一代爐齡的單位爐容產量目標從目前的1.3×104t/m3提高到1.6×104t/m3以上,達到世界先進水平。為實現高爐一代爐齡壽命目標,寶鋼采用了內襯耐火材料的不同設計配置,且適應于高爐的冷卻方式。每座高爐的耐火材料和冷卻方式配制見表4.
表4  寶鋼高爐的冷卻方式及耐火材料配置
項目
1號高爐
(第1代)
2號高爐
(第1代)
3號高爐
1號高爐
(第2代)
4號高爐
1號高爐
(第2代)
爐容/m3
4063
4063
4350
4063
4747
4706
投產時間
1985.9
1991.6
1994.9
1997.5
2005.4
2006.12
爐底
不銹鋼
管純水
不銹鋼管純水
不銹鋼管純水
不銹鋼管純水
不銹鋼管純水
不銹鋼管純水
爐缸
爐殼灑水
爐殼灑水
鑄鐵冷卻壁
爐殼灑水
鑄鐵冷卻壁
鑄鐵+銅冷卻壁
爐腹至爐身中部
銅冷卻壁
銅冷卻壁
鑄鐵冷卻壁
銅冷卻壁
銅冷卻板+小塊鑄鐵冷卻壁
密集式銅冷卻板
爐身上部
鑄鐵冷卻壁
鑄鐵冷卻壁
鑄鐵冷卻壁
鑄鐵冷卻壁
鑄鐵冷卻壁
爐底
大塊碳磚
大塊碳磚
大塊碳磚
大塊碳磚
大塊碳磚
大塊碳磚
爐缸
大塊碳磚
大塊碳磚
熱壓小塊碳磚
大塊碳磚+陶瓷杯
熱壓小塊碳磚
熱壓小塊碳磚
出鐵口
硅線石磚
A-S-C磚
熱壓小塊碳磚
超微孔碳磚
熱壓小塊碳磚
熱壓小塊碳磚
風口
硅線石磚
子結合SiC磚
熱壓小塊碳磚
剛玉預制塊
硅線石磚
硅線石磚
爐腹、爐腰
剛玉磚
剛玉磚
鑲b-Al2O3結合SiC磚
Sialon結合剛玉磚
石墨磚
石墨磚
爐身下部~中部
剛玉磚
剛玉磚
鑲堇青石結合硅線石磚
Sialon結合SiC磚
石墨磚+ Sialon結合SiC磚
石墨磚+ Sialon結合SiC磚
爐身上部
致密粘
土磚
致密粘土磚
硅線石磚
Si3N4結合SiC磚
Si3N4結合SiC磚
爐喉鋼磚下部
硅線石磚
水冷板
水冷板
水冷板
水冷壁
水冷壁
目前,世界各國選用溝襯耐火材料、溝的結構方式、施工方法都各有不同,但現在普遍的高鋁出鐵溝的工作層主要采用氧化鋁、碳化硅、碳素組成的材料。根據高爐的規格和出鐵口數量其主溝料又各有不同。
在大中型高爐主溝上,主要為水泥結合澆注料,以純鋁酸鈣水泥作為結合劑。根據高爐規格和使用部位的不同所選擇的材質也不同,由于高爐容積越大,壓力大,鐵水的出鐵沖擊力也大,對溝襯的沖刷和磨損也增加,骨料的材質檔次也要求越高,一般選擇為致密剛玉、亞白剛玉、棕剛玉中的一種或復合使用。在此基礎上,適當配入碳化硅、碳質材料、高鋁水泥、超微粉、外加劑等制成低水泥澆注料。重視用后耐火材料再利用研究工作,利用廢棄物的鐵溝料再生ASC質材料,這不僅節約國家的礦物資源和能源,也減少了環境污染,大大降低了耐火材料的成本,這也是未來幾年鐵溝澆注料和爐前應用的發展方向和趨勢。

客戶都這么說:
對比了很多家高鋁磚生產廠家,后還是選擇榮盛耐材,選擇榮盛耐材不僅是因為他的報價合理,更是因為榮盛耐材提供了很多合理性的修改方案,給予了我們很大的幫助,后產品到達現場使用后,證明我們與榮盛耐材的合作是非常成功的,榮盛耐材,不容錯過的耐火材料生產廠家.

榮盛耐材,合作之前溝通了很多現場問題,讓我覺得很沒有必要,已經提供了詳細的參數指標,嚴格按照要求生產就可以了,后證明,我們提供的理化指標過于嚴格,并不是非常適合現場使用,后經過協商,重新調整了配方,不僅節約了成本,而且使用效果更好,鄭州榮盛耐材,是專業的耐火材料生產廠家.

選擇和鄭州榮盛耐材合作,主要是看榮盛的誠信,一是一,二是二,能夠生產的產品才報價,不能生產的產品就說不能生產,雖然只采購了幾十噸澆注料,但是現場使用效果非常好,下次如果還有合同,我依然會選擇榮盛耐材.
同樣的產品我們比質量,同樣的質量我們比價格和服務.只買對的,不買貴的.


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