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    耐材行業資訊

    冶煉耐材及高爐內部構造介紹

    編輯:耐火磚???瀏覽:???時間:2020-09-21


     

    鋼鐵冶煉用耐火材料
    鋼鐵冶煉用耐火材料耐火材料應滿足以下要求:① 能夠承受溫度的急劇變化,抗熱震性能好,防止爐襯耐火材料出現裂 紋及斷裂;②具有較寬的使用溫度范圍,一般可高達1760°C;③ 在高溫及低溫條件下,能夠承受不太高的壓應力;④ 鋼鐵冶煉用耐火材料在高溫及低溫條件下,能夠承受摩擦力;⑤ 能夠承受熔融金屬巨大的液壓力及浮力;⑥ 具有抵抗爐渣(包括酸性渣及堿性渣)的侵蝕能力;⑦ 能夠承受爐氣的作用,包括CO、S02、C02、CH4、H20以及金屬中 可揮發的氧化物及鹽類,防止滲入耐火材料中并與其發生作用。由于耐火材料要承受上述的一些條件,因此它通常起高效隔離層的作用,  有時還需要成為熱的導體或吸收體,這主要根據其應用場合來決定。
    因此選擇正確的耐火材料非常重要,榮盛耐材根據鋼鐵冶煉爐的不同部位為您推薦耐火材料,爐身上部和中部推薦您使用粘土磚、硅線石轉、致密粘土磚,高鋁磚等;爐身下部選用鋁碳磚、碳化硅磚等耐火材料,爐腹帶應使用高鋁磚、鋁碳磚等。此為建議具體修筑方案須與耐火磚廠家去的聯系進行采購,榮盛耐材為您提供優質耐火材料。
    在鋼鐵冶煉中高鋁磚的使用是更為廣泛的,高鋁磚是氧化鋁含量在48%以上的一種中性耐火材料。由礬土或其他氧化鋁含量較高的原料經成型和煅燒而成。熱穩定性高,耐火度在1770℃以上??乖暂^好,用于砌筑煉鋼電爐、玻璃熔爐、水泥回轉爐等的襯里。根據不同的鋁含量我們將高鋁磚分為三個等級,一級高鋁磚的Al2O3含量>75%;二級高鋁磚的Al2O3含量為 60~75%;三級高鋁磚的Al2O3含量為48~60%。具有荷重軟化溫度高、熱震穩定性好、耐剝落、耐侵蝕等優點。
    高鋁磚和多熟料粘土磚的生產工藝類似,不同之處在于配料中熟料比例較高,可高達90~95%,熟料在破碎前需分級揀選和篩分除鐵,燒成溫度較高,如Ⅰ、Ⅱ等高鋁磚用隧道窯燒成時一般為1500~1600℃。

    高爐構造

    高爐在冶煉過程中的物理化學變化非常復雜。煉鐵原料從離爐爐頂加入后,經過預熱、鐵氧化物的分解和還原、焦炭的燃燒及造渣等一系列過程之后才能獲得生鐵,當然每一個過程并不是孤立的。其生產工藝流程如圖9-3所示。
     


      髙爐冶煉過程包括原料準備、鼓風加熱、煤氣清洗、冶煉過程控制以及冶煉產品處理等環節。高爐冶煉過程的連續性和周期性,決定了高爐的每一個環節出現故障都將會影響整個煉鐵生產。

      現代高爐在混凝土基礎上設有耐熱混凝土基墩,以降低基礎混凝土熱負荷,并防止燒壞混凝土基礎。爐體采用整體鋼殼,可以保證耐火砌體穩定和仿制媒體外漏。在高爐的四角設置4根大支柱,柱間連以橫梁,以支持爐體各層操作平臺,熱風圍管也吊掛在橫梁上。爐頂有上料設備系統、爐缸部分有渣鐵處理系統的,還有送風系統,原料系統、除塵系統等。關于高爐的附屬設備系統在這里不再贅述,只談及一下本體及高爐內型。

    高爐比較完善的形式結構是5段式:爐喉、爐身、爐腰、爐腹、爐缸,如圖9-4和圖9-5所示,其中圖9-4是高爐爐體結構示意圖,圖9-5是高爐冷卻裝置圖。其中,爐喉、爐腰、爐缸均為圓筒形,而爐身和爐腹則分別為上小下大和上大下小的圓錐臺。5段式的爐型結構既滿足了爐料下降時受熱膨脹而引起體積增大的需要,同時又適應了爐料的還原熔化以及選渣過程,也適應了煤氣上升過程中冷卻收縮的情況。實踐已經證明,5段式作為一個現代爐型結構滿足了煉鐵生產的要求,并已取得明顯效果。

    高爐內型作為一個外部條件對冶煉過程確實有很大影響,現就內型各段在冶煉過程中的特征表現及作用分述如下:

    爐喉:主要起著保護爐襯、合理布料和限制煤氣灰被氣體大量帶出的作用。在這里形成煤氣流的3次分布,從爐喉煤氣曲線可以從另一側面看出高爐的冶煉行為。其爐喉形狀大小隨高爐使用原料條件的變化而變化。一般爐喉直徑與爐腰直徑之比(d1/D)為0. 69~0. 72,其高度在3m以內正常生產時, 爐喉溫度為400~500 ℃。由于爐料的撞擊和摩擦比較劇烈,鋼磚一般選用鑄鋼件。

    爐身:主要起著爐料的預熱、加熱、還原和造渣的作用。在這里發生了一系列的物理化學變化。為了使爐料順利下降和煤氣不斷上升,爐身要有一定的傾斜度(通常用爐身角β表示),以利于邊緣煤氣有適當發展。當爐身角太大時,邊緣煤氣不發展,便會發生懸料事故,造成高爐不順行;反之,爐身角太小,大量的煤氣會從邊緣跑掉,煤氣能量利用變差,礦石就得不到充分的加熱和還原,以致焦比升高。因此,合適的爐身角很重要,一般以83°~85°30′為宜。小高爐的料柱低,為了充分利用煤氣的熱能和化學能,爐身角應稍大些;反之,爐身角應稍小些。

    爐腰:起著緩沖上升煤氣流的作用。爐料在這里已部分還原造渣,透氣性較差,故爐腰直徑有逐漸擴大之勢。爐腰髙度則不易過高,大高爐一般為2m左右,如某1000m3高爐,其爐腰高度僅616mm。另外,因為爐腰部位的物料沖刷嚴重,所以爐腰是髙爐的一個薄弱環節。榮盛耐材技術人員會為您提供合理施工方案。

    爐腹:連接著爐缸和爐腰。其上大下小,也正適應氣體體積增加和爐料變成渣鐵后體積縮小的需要。爐腹的傾斜度(用a角)也應適宜。為了改善此處爐料的通氣性(該部位既有液態的渣鐵,又有固態的焦炭爐腹角也有擴大的趨勢,一般大中型高爐爐腹角在80°~82°之間。

    另外,爐腹部位溫度很高,并有大量熔渣形成,所以渣蝕嚴重,又是高爐部位的一個薄弱環節。

    爐缸、爐底:主要起著燃燒焦炭和儲存渣鐵的作用。隨著冶煉強度提高,爐缸直徑也在擴大。爐缸部位工作環埦更為惡劣。特別是風口區溫度是高爐內溫度更高的地方,內襯除受高溫作用外,還受渣鐵的化學侵蝕和沖刷。爐底主要受到潦鐵特別是鐵水的侵蝕,侵蝕形成一般為蒜頭狀爐底。由于爐缸、爐底內襯的侵蝕不易修補,所以爐缸、爐底壽命的長短往往決定著一代高爐壽命的長短。

    耐火材料出現開裂、脫落、易磨損怎么辦?想要徹底解決問題,需要從根源挖掘,分析出真正的原因,榮盛耐材從事耐材生產、研發服務多年,能解決高溫窯爐內襯的各種疑難問題,歡迎廣大新老朋友咨詢及技術交流。

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