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耐火砖在高炉的应用条件及特征

编辑:耐火砖   浏览:   时间:2020-10-10


 
耐火砖是高炉运作时保护高炉设备的耐火制品,根据高炉本身的特点,各部位使用的耐火砖也不一样。
高炉用耐火砖的工作条件
高炉各部位的工作温度为:炉底、炉缸区域1450—1800℃,炉腹、炉腰区域土400—1600℃,炉身上部600—800℃。
高炉各部位砌体分别承受下降炉料的摩擦和撞击等机械作用,上升煤气所含粉尘的冲刷和磨损作用,碱金属氧化物蒸气的侵蚀作用,在400—600℃燃烧煤气分解时的炭素沉积作用,熔融金属和炉渣的化学侵蚀作用,以及高温铁水和铅的渗入作用。
因此,高炉用耐火砖总的技术要求是:高温下体积的稳定性好、机械强度高、具有良好的耐应性、组织致密、气孔率低、抗渣性好,氧化铁含量低。
但是,随着高炉的大型化和出铁率的增加,高炉出铁能力成倍增加,操作条件越来越苛刻。因此,改进高炉用耐火砖质量,提高高炉使用寿命,降低耐火砖价格是当务之急。
高炉炉身中、上部主要采用优质粘土质耐火砖和高铝质耐火砖。但是随着大中型高炉操作条件苛刻化和大幅度延长高炉寿命制度的确立,该部位要求采用在耐剥落性和耐磨性方面都很优异的耐火材料。因此,在炉身上部还可采用磷酸盐结合的粘土砖,上部和中部还可采用硅线石质耐火砖和耐剥落性优异的高铝质耐火砖。
然而,在高炉炉身段更易损坏的部位是炉身下部,该部位已为国内外大多数高炉耐火砖的实践所证明。因为这部分区域是热交换较多的区域,炉料下降的摩擦作用,煤气上升时粉尘的冲刷作用,碱金属的侵蚀作用都很严重。
因此,要求有良好的抗渣性、抗碱性、耐磨的优质粘土砖、高铝砖、刚玉砖及碳化硅砖。日本铁公司在3号高炉炉身下部分别砌筑了粘土质耐火砖、高铝质耐火砖、粘土结合碳化硅砖、氮化硅结合碳化硅砖、碳化硅石墨砖等,曾进行对比试验。经过1年半的生产试验,其蚀损速度相应分别为0. 51、0.36、0.50、0.1、0. 24mm/d。这说明,后两者材料使用效果较好,但成本较高。日本还在高炉炉身下部试用了纯度高、导热性好和耐浸蚀性强的高级耐火材料,如电熔高铝耐火砖、合成莫来石砖等,也有一定的效果。
高炉炉腹耐火砖特征
炉腹联结着炉腰和炉缸,这一区域温度更高,其下部炉料温度约在1600~1650'C,气流温度更高。渣的侵蚀、碱金属的作用、物料冲刷都加大。所以,炉腹部位历来都是高炉寿命的重要环节。因此,它要求耐火砖不仅具有良好的抗碱抗渣性,而且要具有耐高温性能。
据悉,根据耐火砖的类型分类不同,过去以高铝耐火砖和刚玉耐火砖砖砌筑者居多,但现在多选用碳化硅制品。日本在高炉炉腹和风口区域部位试用了瓠度高、导热性好和耐侵蚀性强的高级耐火砖,如电熔锆刚玉砖合成莫来石砖、刚玉砖等,使用效果比较显著。
德国在炉腹部位试用了各种耐火砖,如半石墨砖、电熔高铝砖、莫来石砖、直接结合或氮化硅结合的碳化硅砖等。荷兰霍戈文钢铁公司艾莫伊登钢铁厂在7号高炉(炉容为3662m3)的炉腹部位砌筑半石墨砖,效果较好。欧美有不少高炉在炉腹部位试用了碳化硅砖,也有采用石墨砖砌筑的。
总之,国内外高炉耐火砖的实践表明,在炉腹部位包括风口区多用粘土耐火砖或硅线石耐火砖,近年来取而代之的是耐碱性优异的、强度较高的碳化硅耐火砖和碳化硅风口组合砖。
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