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大型高爐各部位用哪些耐火材料
發布時間：2014/7/28 14:25:40 點擊率： 來源:admin 作者：榮盛耐材
高爐冶煉用的原料主要由鐵礦石、燃料（焦炭）和熔劑（石灰石）三部分組成。
通常，冶煉1噸生鐵需要1.5-2.0噸鐵礦石，0.4-0.6噸焦炭，0.2-0.4噸熔劑，總計需要2-3噸原料。為了保證高爐生產的連續性，要求有足夠數量的原料供應。
因此，無論是生鐵廠家還是鋼廠采購原料的工作是尤其重要。
由于高爐生產是連續進行的，一代高爐（從開爐到大修停爐為一代）能連續生產幾年到十幾年。生產時，從爐頂（一般爐頂是由料種與料斗組成，現代化高爐是鐘閥爐頂和無料鐘爐頂）不斷地裝入鐵礦石、焦炭、熔劑，從高爐下部的風口吹進熱風（1000～1300℃），噴入油、煤或天然氣等燃料。裝入高爐中的鐵礦石，主要是鐵和氧的化合物。在高溫下，焦炭中和噴吹物中的碳及碳燃燒生成的一氧化碳將鐵礦石中的氧奪取出來，得到鐵，這個過程叫做還原。鐵礦石通過還原反應煉出生鐵，鐵水從出鐵口放出。鐵礦石中的脈石、焦炭及噴吹物中的灰分與加入爐內的石灰石等熔劑結合生成爐渣，從出鐵口和出渣口分別排出。煤氣從爐頂導出，經除塵后，作為工業用煤氣。現代化高爐還可以利用爐頂的高壓，用導出的部分煤氣發電。
高爐本體自上而下分為爐喉、爐身、爐腰、爐腹、爐缸5部分。由于高爐煉鐵技術經濟指標良好，工藝簡單，生產量大，勞動生產效率高，能耗低等優點，故這種方法生產的鐵占世界鐵總產量的絕大部分。高爐生產時從爐頂裝入鐵礦石、焦炭、造渣用熔劑（石灰石），從位于爐子下部沿爐周的風口吹入經預熱的空氣。在高溫下焦炭與鼓入空氣中的氧燃燒生成的一氧化碳和氫氣，在爐內上升過程中除去鐵礦石中的氧，從而還原得到鐵。煉出的鐵水從鐵口放出。鐵礦石中未還原的雜質和石灰石等熔劑結合生成爐渣，從渣口排出。產生的煤氣從爐頂排出，經除塵后，作為熱風爐、加熱爐、焦爐、鍋爐等的燃料。高爐冶煉的主要產品是生鐵，還副產高爐渣和高爐煤氣。
a,爐身上部用耐火材料：
該部位冷卻壁鑲磚損毀主要原因：機械侵蝕、氣流、爐料的磨損以及溫度劇烈變化造成的熱負荷，工作環境十分惡劣。
因此，該部位推薦采用抗化學侵蝕性、耐磨性和耐剝落性好和導熱性好氮化硅結合碳化硅磚。
b,爐身中部用耐火材料： 為有效防止該部位高溫氣流的劇烈沖刷，確保爐襯的導熱能力， 降低磚襯的溫度及侵蝕， 推薦采用高質量氮化硅結合碳化硅磚或賽隆結合碳化硅磚。
c, 爐身下部:采用鑲磚冷卻壁結構，爐身下部是爐渣初成區，為有效阻止初成渣和高溫爐氣對爐襯的雙重劇烈侵蝕，鑲磚采用抗熱沖擊性好、高溫強度高、導熱性好的耐火材料，根據近幾年來國內外的高爐內襯設計經驗，在爐身下部選用綜合性能較優越的Sialon結合碳化硅磚已經成為一種改進方向。
d,爐腰、爐腹耐材:爐腰/爐腹承受的溫度高 ，耐火材料損毀的程度與爐身下部相近甚至過之。為防止渣鐵、堿金屬的侵蝕、高溫氣流的沖刷，故該部位仍采用抗熱沖擊性好、高溫強度高、導熱性好的Sialon-SiC磚，或Sialon- Al2O3磚，以利于渣皮的形成。
e,風口區:風口區溫度波動大，溫度高，氧化嚴重，因此，為適應風口的惡劣工況，該部位選用抗熱震性好，抗氧化能力強、抗渣、抗堿好的Sialon結合SiC磚組合磚或賽隆剛玉磚，也可以大型剛玉預制塊或硅線石大磚。
f,爐缸－爐底部位:內側采用低導熱的陶瓷杯陶瓷墊相結合的爐底爐缸陶瓷杯綜合技術。 陶瓷杯：選用Sialon結合剛玉磚 陶瓷墊：上一層選用低鋁莫來石保護磚，第二層選用剛玉莫來石磚。
高爐爐殼內部砌有一層厚345～1150毫米的耐火磚，以減少爐殼散熱量，磚中設置冷卻設備防止爐殼變形。高爐各部分磚襯損壞機理不同，為了防止局部磚襯先損壞而縮短高爐壽命，需要根據損壞、冷卻和高爐操作等因素，選用不同的耐火磚襯。爐缸、爐底傳統使用高級和超高級粘土磚。這部分磚是逐漸熔損的，因收縮和砌磚質量不良，過去常引起重大燒穿事故，現在爐缸、爐底大多用碳素耐火材料，基本上解決了爐底燒穿問題。爐底使用碳磚有三種型式：全部為碳磚；爐底四周和上部為碳磚，下部為粘土磚或高鋁磚；爐底四周和下部為碳磚，上部為粘土磚或高鋁磚。后兩種又稱為綜合爐底。設計爐底厚度有減薄趨勢(由0.5d右減至0.3d左右或爐殼內徑的1/4厚度，d為爐缸直徑)。碳磚的缺點是易受空氣、二氧化碳、水蒸氣和堿金屬侵蝕。爐腰特別是爐身下部磚襯，由于磨損、熱應力、化學侵蝕等,容易損壞。采用冷卻壁的高爐，投產兩年左右,爐身下部磚襯往往全被侵蝕。爐身上部和爐喉磚襯要求具有抗磨性和熱穩定性的材料，以粘土磚為宜。爐腹磚襯被侵蝕后靠“渣皮”維持生產。
近幾年應用噴補技術修補磚襯已相當普遍。噴補高鋁質耐火材料（含Al2O340～60%），壽命為砌襯的3/4。
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