高炉炼铁的机理及耐火材料的选择.pdf

工业技 术 高炉炼铁的机理及耐火材料的选择 金鑫鑫 唐钢中厚板材有限公司 河北 唐山 063000 摘要：在21世纪的最初几年，我国的练铁技术取得 了巨大进步，这不仅表现在技术经济指标的显著提高，同时还表现在设备上有了飞速发展，其 中有些已经进入了世界先进行列。按照设计炉型，以耐火材料砌筑的实体称为高炉炉衬。高炉炉衬的作用在于构成高炉的工作空间，减少热损失， 并保护炉壳和其它金属结构免受热应力和化学侵蚀 的作用。 关键词：高炉设计 耐火材料 机理 一 、 炉衬破坏机理 带着的大量炉尘的高速煤气流的冲刷是这部 粘土砖是高炉上应用最广泛的耐火砖， 高炉炉衬的寿命决定高炉一代寿命的长 位炉衬损坏的主要原因。 它有 良好的物理机械性能，化学成分与炉渣 短。高炉 内不同部位发生不同的物理化学反 5、 炉喉 相近 ，不易和渣起化学反应，有较好的机械 应，所 以需要具体分析各部位炉衬的破坏机 炉喉受到炉料落下时的撞击作用，故都 性能，成本较低 。 理 。 用金属保护板加 以保护，又称炉喉钢砖，即 高铝砖是 Al2O3含量大于 48％的耐火制 ’1、 炉底 使如此，它仍会在高温下失去强度和 由于温 品，它 比黏土砖有更高的耐火度和荷重软化 根据高炉停炉大修前炉底破损状况和生 度分布不均匀而产生热变形，炉 内的煤气流 点，由于 Al2o3为中性，故抗渣性较好，但是 产 中炉底温度等检测接过知道炉底破损分为 频繁变化时损坏更为严重。 加工困难 ，成本较高。 两个阶段 ，初期是铁水渗入将砖漂浮而形成 对于大中型高炉来说，炉身部位是整个 粘土砖和高铝砖的外形质量也非常重 锅底形深坑，第二阶段是熔结层形成后的化 高炉的薄弱环节，这里的工作条件虽然 比下 要，特别是精细砌筑部位更为严格，有时还 学侵蚀 。铁水渗入 的条件：一是炉底砌砖承 部好，但 由于没有渣皮的保护，寿命反而较 需要再磨制加工才能合乎质量要求，所 以在 受着液体渣 铁 、煤气 压力 、料柱 重量的 短 。对于中小型高炉，炉缸是薄弱环节，常 贮运过程 中要注意保护边缘棱角，否则会降 1O％～20％；二是砌砖存在砖缝和裂缝。 网炉缸冷却不 良、堵铁 口泥泡能力小而发生 低级别甚至报废 。 熔结层中砖与砖已烧结成一个整体，能 炉缸烧穿事故。 2)碳质耐火材料 抵抗铁水的渗入，并且坑底面的铁水温度也 最终决定炉衬寿命的因素有： 近代高炉逐渐大型化，冶炼强度也有多 较低，砖缝已不再是铁水渗入的薄弱环节了， 1)炉衬质量，是决定炉衬寿命 的关键因 提高，炉衬热负荷加重，碳质耐火材料具有 这时炉衬损坏的主要原因转化为铁水中的碳 素，如耐火砖 的化学成分、物理性质、外形 独特的性能，因此逐渐应用到高炉上来，尤 将砖 中的二氧化硅还原成硅，并被铁水所吸 公差等。 其是炉缸炉底部位几乎普遍采用碳质材料， 收的化学侵蚀 。反应方程式如下： 2)砌筑质量，砌缝大小及是否均匀，膨 其它部位炉衬的使用量也 日趋增加 。碳质耐 Si02+2[C】+[Fe][FeSi]+2CO 胀缝是否合理，填料是否填实等。 火材料的特性如下：①耐火度高，碳是不熔 从上述炉底破损机理看 出，影响炉底寿 3)操作因素，如开炉时的烘炉质量，正 化物质在 3500。C升华，在高炉冶炼温度下碳 命因素：首先是它承受的高