高炉冶炼周边高温设备用耐火材料,由科瑞耐火砖厂收集整理。
1.热风炉:
热风炉炉顶及高温区域(1500℃)采用硅砖,而1450℃区域则用含Al2O3为65%的红柱石砖、硅线石砖或莫来石砖,温度较低区域则用良好粘土砖。
硅砖有加热不收缩,荷重软化开始点温度高,强度好,高温时热膨胀系数小的优点;但使用时不能降至700℃以下温度。
采用红柱石、硅线石砖等的原因是由于这些砖抗蠕变性能好,使用中能不断发生形成莫来石反应,产生体积膨胀,抵消由于高温荷重下的收缩。
2.熔融还原炼铁:
由于焦炭短缺,大焦炉、大烧结机、大高炉建设费用高,不能直接用粉矿以及环保要求,推动了熔融还原炼铁的开发与研究。熔融还原炼铁可以使用非焦煤,以煤粉代替焦炭,用铁矿粉节能、减少环境污染、缩短工艺流程、生产灵活性大、投资低、建造快,因而受到极大重视。现在中试厂已达年产数十万吨铁水的规模。
熔融还原炼铁是铁矿在熔融状态下被还原剂(固态、液态或气态)还原成铁液的方法。其还原速度要比固一气态还原快得多。
熔融还原炼铁有一步法与二步法两种。一步法其铁矿石与煤粉是从炉的上部加入炉内,二次燃烧所需氧气从炉的上部风口与下部风口送人。二步法有Corex(KR)法与DIOS法等。二步法就是将冶炼分为预还原与熔融还原二段进行的方法。
Corex法是在还原竖炉内将烧结矿还原成海绵铁,在熔融气化炉内将海绵铁充分还原、熔化并造渣。熔融气化炉内分为干燥稳定区、流化燃烧区、风口区、炉缸四部分。流化区由于温度在1600~1700℃以及炉料的冲击,要求耐火材料要能承受较高热负荷、耐磨、抗冲刷。风口区由于全氧操作,热负荷高,有较强的氧化作用,并受熔渣与铁水的侵蚀;其工作条件比高炉风口区更为苛刻。DIOS法,粉矿经预热与轻度还原,再进入顶吹氧熔融还原炉进行熔融还原。在顶吹氧熔融还原炉内,由于经预热与预还原过的铁矿粉与氧气及煤粉同时喷入炉内高温区,在熔池上方进行二次燃烧,炉温与渣层温度可高达1700~1900℃。
用熔融还原法炼铁,耐火材料所处的条件是:二次燃烧产生高温,炉渣碱度低,渣中FeO含量高,渣量大。研究与试验结果表明,MgO-C砖、镁白云石砖不能适应;Cr2O3含量高的镁铬砖较好,其次是含碳约10%的Al2O3-C砖。
3.铁沟:
出铁沟主要用的是低水泥或超低水泥浇注料,其中含60%~75%刚玉、10%~25%SiC、2%~4%碳。碳是以石墨、炭黑与树脂的形式加入的。石墨在水中分散性极差,需要加入表面活性剂进行亲水性处理。
铁沟料发展的方向是:出铁沟自流浇注料与在使用现场不需进行搅拌混合的浇注料。
自流浇注料中细粉与超细粉含量较多,是一种不需施加振动,即能自行流动、排出气体、不发生沉淀与偏析的浇注料。由于不需要振动,施工方便、无噪声,这种浇注料发展极快。但对这种浇注料的凝结时间要求严、凝固太快气体排不出来,凝固时间太长,则会发生沉淀、偏析。自流浇注料要保持低水泥量与低水量(约为6%~8%),又要料浆中颗粒悬浮的稳定性好、不产生颗粒偏析与沉淀,能在自身重力作用下自流并充填模内各个部位;其关键技术是选用分散剂或稳定剂和制订合适的粒度组成。
使用现场不需搅拌混合的浇注料是一种已由生产厂加水、加结合剂混合好的浇注料。这种浇注料要具有能保存又能随时使用的特点。因此,这种浇注料不宜用水硬性的铝酸钙水泥作结合剂。
日本则用树脂结合Al2O3-SiC-C砖或Al2O3-C砖。Al2O3-SiC-C砖中,SiC含量为5%~9%,石墨含量10%~12%。Al2O3-C砖一般含碳为5%。过多地增加碳含量会降低制品的强度和抗氧化性,过多地增加SiC含量会降低制品的抗渣性。