高爐是利用鼓入的熱風(fēng)使焦炭燃燒并還原熔煉礦石的豎式爐,是在高溫和還原氣氛下連續(xù)進(jìn)行煉鐵的熱工設(shè)備。近20年來(lái),全球煉鐵技術(shù)發(fā)展很快,高爐逐步趨向大型化?,F(xiàn)今,高爐壽命已經(jīng)超過(guò)15年,最長(zhǎng)的已達(dá)到20年以上。新建高爐的一代爐齡壽命也要達(dá)到20年以上。隨著高爐爐體設(shè)計(jì)更趨合理,高爐用耐火材料也不斷地被開發(fā)、應(yīng)用。高爐爐襯比鋼鐵生產(chǎn)中的其他過(guò)程更需要耐火材料。耐火材料要承受高溫?zé)嵴鹱饔?,爐料、煤氣的沖刷及磨損,堿金屬的侵蝕,爐腹以下還受到鐵水和爐渣的侵蝕、沖刷。因此對(duì)爐襯問(wèn)題,必須綜合考慮各種因素,根據(jù)冷卻系統(tǒng)和爐體不同部位選用不同材質(zhì)的耐火材料??傊x用新型優(yōu)質(zhì)耐火材料是延長(zhǎng)高爐壽命的重要措施之一。
高爐爐體由爐喉、爐身、爐腰、爐腹、爐缸和爐底等部分組成。爐體附設(shè)有風(fēng)口、出渣口、出鐵口、冷卻系統(tǒng)及集氣管與加料裝置等設(shè)施。
高爐耐火材料使用發(fā)展趨勢(shì)
耐火材料的配制和性能是改善高爐爐襯系統(tǒng)的重要方面。隨著高爐產(chǎn)量提高,爐襯系統(tǒng)耐火材料應(yīng)能承受劇烈磨損。爐襯系統(tǒng)耐火材料主要是防止高溫化學(xué)侵蝕以及碳磚與鐵水直接接觸時(shí)發(fā)生的侵蝕或熔損。在任何生產(chǎn)條件下,防止?fàn)t襯中產(chǎn)生裂紋是建立效果良好的爐襯系統(tǒng)的第一步,高的溫度梯度和無(wú)足夠膨脹空間是導(dǎo)致裂紋產(chǎn)生的兩個(gè)主要原因,合理配制爐襯可以防止或者減少裂紋的產(chǎn)生。
高爐砌筑用耐火材料為高爐現(xiàn)代化提供了基礎(chǔ)保障。高爐爐體結(jié)構(gòu)(爐墻)是由爐殼、冷卻器和耐火內(nèi)襯三部分組成。內(nèi)襯主要作用是直接抵抗冶煉過(guò)程中機(jī)械、熱力和化學(xué)的侵蝕,以保護(hù)爐殼和其他金屬結(jié)構(gòu),減少熱損失,并形成一定的冶煉空間即爐型。爐殼起密封渣、鐵、煤氣的作用,并承擔(dān)一定的建筑結(jié)構(gòu)的任務(wù)。冷卻器用來(lái)保護(hù)內(nèi)襯、爐殼,其布置輪廓在很大程度上決定著操作爐型。
影響高爐壽命的因素很多,而內(nèi)襯的破損程度是根本因素。實(shí)踐表明,爐襯壽命隨著冶煉條件而變。爐腹、爐腰和爐身下部是高爐內(nèi)襯侵蝕最嚴(yán)重的部位,尤其是難以形成保護(hù)層的爐腰和爐身下部,目前已成為高爐內(nèi)襯的最薄弱環(huán)節(jié)。爐喉處主要受固體爐料磨檫和夾帶爐塵的高爐煤氣流沖刷作用,以及裝入爐料時(shí),溫度的急劇變化帶來(lái)的影響。
高爐爐襯用耐火材料
現(xiàn)代化的大、中型高爐要求一代爐齡的使用壽命為10年以上,而高爐是一種在高溫高壓下連續(xù)生產(chǎn)的冶金設(shè)備,所以耐火材料的質(zhì)量好壞對(duì)高爐的使用壽命有直接的影響。