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1、高爐用耐火材料(liao)特(te)點                ;   

 
  1.1風口組合(he)磚

高(gao)爐(lu)用風口組合(he)磚， 必須要關注耐火材料的砌(qi)筑質量(liang)以及實物質量(liang)。某鋼鐵廠高(gao)爐風口組合磚采用過自(zi)結合SiC 磚、硅線石磚和D級大型組合(he)磚，其4號高爐、2號高爐(第二代)使用的硅線石磚抗剝落性(xing)不理想，1號(hao)高爐(lu)(第三代)使用的自結合SiC磚的抗(kang)堿性和抗(kang)渣侵蝕(shi)性都優于(yu)前者(zhe)， 3號高爐(lu)使(shi)用(yong)的(de)是D級大型組合(he)磚。風口組合(he)磚的(de)性能如表1所示。

表1風口組合磚理化性能

1.2爐(lu)身(shen)耐火材料

隨著時代(dai)不斷變化，冶金技術(shu)不斷提高(gao)，某鋼(gang)鐵廠高(gao)爐設(she)計時對爐體耐材的選(xuan)擇發(fa)生了較大變化，3號高爐(lu)在爐(lu)體(ti)耐(nai)材配(pei)置上爐(lu)體(ti)冷(leng)卻壁(bi)的鑲磚主要為(wei)碳化硅(gui)結(jie)合氮化硅(gui)磚， 耐(nai)磨性(xing)能較好； 爐(lu)體(ti)采用了耐(nai)磨的賽龍SIC磚(zhuan)、4號高爐(lu)、2號高爐(第(di)二代)及1號高爐(第三代)爐(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)體使用導(dao)熱(re)性(xing)能良(liang)好的(de)(de)石墨(mo)磚(zhuan)和(he)碳化(hua)(hua)硅相(xiang)結(jie)合，爐(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)腹至(zhi)爐(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)身(shen)中下(xia)部(bu)內襯(chen)，該(gai)部(bu)位(wei)工作(zuo)條(tiao)件(jian)惡(e)劣(lie)，但(dan)銅冷卻壁以(yi)其優(you)異(yi)的(de)(de)導(dao)熱(re)性(xing)能在熱(re)面上形成穩(wen)固(gu)的(de)(de)渣皮，較(jiao)好地保(bao)護冷卻設(she)備。因此，設(she)計(ji)在銅冷卻壁熱(re)面滿鑲(xiang)導(dao)熱(re)性(xing)較(jiao)高的(de)(de)氮化(hua)(hua)硅結(jie)合碳化(hua)(hua)硅磚(zhuan)，爐(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)腹部(bu)位(wei)內襯(chen)承受著化(hua)(hua)學(xue)侵蝕(shi)、沖(chong)(chong)刷(shua)、熱(re)震，其工作(zuo)條(tiao)件(jian)惡(e)劣(lie)，對高爐(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)壽命影(ying)響(xiang)較(jiao)大。設(she)計(ji)在該(gai)區域采用耐(nai)磨(mo)性(xing)能和(he)抗渣堿(jian)侵蝕(shi)能力(li)良(liang)好的(de)(de)氮化(hua)(hua)硅結(jie)合碳化(hua)(hua)硅磚(zhuan)。爐(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)身(shen)中上部(bu)內襯(chen)主要受爐(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)料和(he)煤(mei)氣流的(de)(de)沖(chong)(chong)刷(shua)及堿(jian)金屬沉積產生(sheng)的(de)(de)化(hua)(hua)學(xue)侵蝕(shi)，工作(zuo)條(tiao)件(jian)優(you)于爐(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)腹和(he)爐(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)身(shen)下(xia)部(bu)。某鋼(gang)鐵廠(chang)高爐(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)爐(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)身(shen)部(bu)采用過 剛玉(yu)磚(zhuan)、Sialon結合剛玉磚、鑲嵌SiC磚(zhuan)的冷(leng)卻壁、Sialon結合SiC磚、Si3N 4結合SiC磚、石(shi)墨(mo)磚等。

 

1.3鐵口(kou)組合磚

某(mou)鋼鐵廠目前生產中的4座高爐鐵口組(zu)合磚采(cai)用的是熱壓小塊(kuai)碳磚，所不(bu)同的是3號高爐和1號高(gao)爐(第(di)三代)出鐵口孔道由熱壓小(xiao)碳(tan)磚(zhuan)直接(jie)砌筑(zhu)而(er)成，4，2號高(gao)爐(lu)出(chu)鐵(tie)口孔(kong)道(dao)由熱壓小碳磚(zhuan)砌筑后鉆孔(kong)而成。熱壓小塊碳磚(zhuan)，除抗氧化性(xing)稍差外， 其耐堿性(xing)、抗剝落(luo)性(xing)等均較(jiao)好。某鋼鐵(tie)廠(chang)高(gao)爐(lu)鐵(tie)口組合磚(zhuan)曾經采(cai)用過硅線石磚(zhuan)、AI2O 3-SiC-C磚、大(da)塊(kuai)超微孔炭BC-8SR磚(zhuan)和熱壓小塊(kuai)碳磚(zhuan)NMD的理化性能(neng)見(jian)表2。

表

  1.4爐(lu)底爐(lu)缸耐材

對于爐缸爐底易受鐵水、鋅(xin)和堿(jian)的(de)(de)滲透，最(zui)重要的(de)(de)是選擇氣(qi)孔(kong)細(xi)微的(de)(de)耐火磚。由(you)于通常所用碳磚的(de)(de)氣(qi)孔(kong)孔(kong)徑較(jiao)大，鐵水滲透甚為嚴重。微孔(kong)碳磚氣(qi)孔(kong)的(de)(de)平均直(zhi)徑由(you)原來一般碳磚的(de)(de)4~5pm降到0.3um，降(jiang)到0.05pm即稱超(chao)微孔碳磚，其機械強度、抗鐵水性能、高溫性能隨之(zhi)提高。表(biao)4比(bi)較了普(pu)通碳磚和微孔(kong)碳磚的性能(neng)。某鋼鐵廠爐(lu)(lu)底爐(lu)(lu)缸(gang)結(jie)構有日本NDK的大塊(kuai)碳磚結(jie)構、美國UCAR的大碳塊加熱壓(ya)小碳磚結構(gou)和法國SAVOIE的陶瓷(ci)杯加日本NDK大碳塊結構以及德(de)國SGL大碳磚加美國UCAR熱(re)壓小(xiao)碳磚(zhuan)結(jie)構。隨著高(gao)(gao)(gao)爐冶煉技術發(fa)展， 某鋼(gang)鐵廠高(gao)(gao)(gao)爐設計(ji)時對爐缸耐材(cai)的(de)(de)選擇發(fa)生(sheng)了(le)較大(da)變化(hua)，高(gao)(gao)(gao)爐爐底采用了(le)陶(tao)瓷墊、石墨碳磚(zhuan)結(jie)合大(da)塊碳磚(zhuan)，爐缸側壁(bi)為熱(re)壓小(xiao)塊碳磚(zhuan)。熱(re)壓小(xiao)塊碳磚(zhuan)可以利用磚(zhuan)縫膠(jiao)泥吸收耐火磚(zhuan)的(de)(de)高(gao)(gao)(gao)溫熱(re)膨脹，從(cong)而減小(xiao)磚(zhuan)的(de)(de)高(gao)(gao)(gao)溫熱(re)應力(li)。

2、高(gao)爐維護用耐火材料

  高爐維護用耐火材料主要是噴涂料、灌漿料和硬質壓入料等不定形耐火材料。

表3普通碳磚和微孔碳磚的性能比較

2.1噴涂(tu)料

隨著耐(nai)材技(ji)術(shu)和自動(dong)(dong)化裝備技(ji)術(shu)的(de)進步，現(xian)在可(ke)(ke)以(yi)應用(yong)濕法噴(pen)(pen)涂材料(liao)及熱態遙控自動(dong)(dong)噴(pen)(pen)補(bu)(bu)技(ji)術(shu)，不(bu)僅可(ke)(ke)以(yi)修(xiu)補(bu)(bu)爐(lu)(lu)身內襯(chen)(chen)，而且可(ke)(ke)以(yi)造(zao)襯(chen)(chen)，大大延長高爐(lu)(lu)使(shi)用(yong)壽命，二者(zhe)的(de)結合(he)成為高爐(lu)(lu)噴(pen)(pen)補(bu)(bu)先(xian)進技(ji)術(shu)的(de)發展趨(qu)勢。對(dui)露出的(de)爐(lu)(lu)墻(qiang)進行噴(pen)(pen)補(bu)(bu)造(zao)襯(chen)(chen)一般是在降低料(liao)線情況下(xia)，特別(bie)適合(he)高爐(lu)(lu)上(shang)部無料(liao)部位(wei)與(yu)大面積的(de)爐(lu)(lu)墻(qiang)修(xiu)補(bu)(bu)，必(bi)要時料(liao)線可(ke)(ke)降至風(feng)口(kou)以(yi)下(xia)，對(dui)整個爐(lu)(lu)墻(qiang)進行噴(pen)(pen)補(bu)(bu)造(zao)襯(chen)(chen)。從上(shang)世紀80年(nian)代(dai)起高爐噴(pen)(pen)補(bu)就在(zai)日本、西歐等(deng)企(qi)業廣泛應用。摩根、派力固(gu)、美國(guo)銘得、美國(guo)美固(gu)美特、日本黑崎等(deng)企(qi)業具備先進的高爐噴(pen)(pen)補(bu)技術(shu)。高爐噴(pen)(pen)補(bu)是在(zai)冷態還是在(zai)熱態下施工，都有半干法(fa)噴(pen)(pen)補(bu)和(he)濕(shi)法(fa)噴(pen)(pen)補(bu)兩種。半干法(fa)噴(pen)(pen)補(bu)：噴(pen)(pen)補(bu)料(骨料、粉料、結合劑(ji)、添加劑(ji))通過高(gao)壓空氣送(song)至槍口附近，同時水也(ye)輸(shu)送(song)至該處(chu)，水與料(liao)經過快(kuai)速混合，噴射到需修補的高(gao)爐內襯表(biao)面.濕法噴涂：噴補料與水事(shi)先在攪(jiao)拌機內(nei)混合好，成(cheng)為可以泵

送的(de)自流(liu)料，再(zai)通過高壓泵(beng)、管道等運送至噴(pen)補槍(qiang)頭。在槍(qiang)頭噴(pen)出同(tong)時加入液態的(de)促凝(ning)劑，與(yu)濕料迅速混合，噴(pen)至修補面。

2.2灌(guan)漿料

高爐(lu)生產以(yi)后，爐(lu)缸周圍碳磚(zhuan)逐(zhu)漸(jian)受到(dao)侵(qin)蝕(shi)，當爐(lu)缸側壁電偶溫度上升或(huo)鐵(tie)口周圍冒煤氣火大的時候，需要對爐(lu)底爐(lu)缸進行灌漿(向耐火磚與爐(lu)皮之間灌漿)。目(mu)的是防止爐殼與耐火磚之間產生間隙，保證良好的導(dao)熱(re)性能，以便冷(leng)卻(que)發(fa)揮效(xiao)果.壓入料根據使用的(de)不(bu)同(tong)部位，結合(he)不(bu)同(tong)的(de)耐材(cai)內襯，從材(cai)質上可分為(wei)：鋁(lv)硅(gui)系(xi)、鋁(lv)硅(gui)隔熱系(xi)、碳-碳化硅系(xi)(xi)、碳質(zhi)系(xi)(xi)，從使用(yong)部位分為爐身上部水(shui)(shui)系(xi)(xi)、非水(shui)(shui)系(xi)(xi)；爐身下部至(zhi)爐缸處非水(shui)(shui)系(xi)(xi)。見表4.

表(biao)4各種壓入料使用部位

2.3硬質壓(ya)入料

傳統(tong)的壓(ya)入維(wei)修：一(yi)般選用水泥結合的高鋁質壓(ya)入料， 泵(beng)側壓力一般2~3MPa， 爐側(ce)壓力一般小于0.5MPa。壓(ya)(ya)入料(liao)(liao)施工體硬化遲緩(huan)，高(gao)水分蒸發容易炸裂，材料(liao)(liao)氣(qi)孔率高(gao)，強(qiang)度(du)低，因而壽(shou)命較短。由于壓(ya)(ya)入料(liao)(liao)受到爐(lu)內(nei)溫度(du)和壓(ya)(ya)力設備的限制， 進行(xing)壓(ya)(ya)入維(wei)修的部(bu)位(wei)在高(gao)爐(lu)爐(lu)身中部(bu)以上全(quan)部(bu)有爐(lu)料(liao)(liao)的部(bu)位(wei)。硬質壓(ya)(ya)入維(wei)修：機側(ce)壓(ya)(ya)力18.8MPa， 爐側壓力為5MPa， 相當(dang)于普通壓入設備的10倍， 壓(ya)入維修后(hou)使(shi)用壽命3個月以上(shang)， 使(shi)用在爐身中下部、爐腰、爐腹部位有爐料的(de)區域，采用復合樹脂為(wei)結(jie)合劑，強調材料的(de)耐(nai)磨(mo)性(xing)(xing)(xing)、施工作業性(xing)(xing)(xing)、適當的(de)硬化時間、擴展性(xing)(xing)(xing)和(he)與內襯(chen)良好的(de)粘結(jie)性(xing)(xing)(xing)。1992年某鋼(gang)鐵(tie)廠從(cong)日本引進硬質壓入技術，利用高爐定(ding)修(xiu)，對鐵(tie)殼紅熱及溫度較高部位(爐身中下部)進(jin)行了壓入造襯作(zuo)業。隨(sui)著某鋼鐵廠高爐休風周(zhou)期(qi)的延(yan)長(從(cong)最初的1個月到現在(zai)的4個月)，壓(ya)(ya)入(ru)工(gong)藝也(ye)作了一定(ding)的(de)(de)(de)(de)改進(jin)，體現(xian)在：壓(ya)(ya)入(ru)設備(bei)的(de)(de)(de)(de)改進(jin)，壓(ya)(ya)入(ru)料的(de)(de)(de)(de)改進(jin)等，硬(ying)質(zhi)壓(ya)(ya)入(ru)造襯(chen)技(ji)術(shu)，以其簡(jian)便、快捷、有(you)效的(de)(de)(de)(de)特點，已成為某(mou)(mou)鋼鐵(tie)廠高(gao)爐(lu)內(nei)襯(chen)日常維修(xiu)最常用(yong)的(de)(de)(de)(de)手段之一。高(gao)爐(lu)每次休風時爐(lu)身開孔，壓(ya)(ya)入(ru)硬(ying)質(zhi)壓(ya)(ya)入(ru)料。某(mou)(mou)鋼鐵(tie)廠的(de)(de)(de)(de)硬(ying)質(zhi)壓(ya)(ya)入(ru)技(ji)術(shu)，不僅適(shi)用(yong)冷卻(que)(que)板式高(gao)爐(lu)，而(er)且經(jing)過(guo)近幾(ji)年的(de)(de)(de)(de)努力(li)，已經(jing)可以適(shi)用(yong)于冷卻(que)(que)壁式高(gao)爐(lu)，并結(jie)合微(wei)型冷卻(que)(que)器技(ji)術(shu)的(de)(de)(de)(de)應用(yong)，大大提高(gao)了硬(ying)質(zhi)壓(ya)(ya)入(ru)造襯(chen)技(ji)術(shu)的(de)(de)(de)(de)適(shi)用(yong)范圍(wei)及造襯(chen)效果。

3、結語

高爐(lu)耐火材料(liao)的(de)改進(jin)，目的(de)是(shi)(shi)高爐(lu)壽命(ming)更長(chang)、更安全、無事故。高爐(lu)耐火材料(liao)的(de)選擇(ze)是(shi)(shi)與高爐(lu)爐(lu)底(di)、爐(lu)缸和爐(lu)身各(ge)部位(wei)的(de)冷卻系統相(xiang)一致(zhi)的(de)。