平炉是的主体部分由熔池、炉墙、炉顶炉头等构成的熔炼室构成的,平炉各部位内内衬耐火材料都经受着不同的高温应力、温度波动,炉渣侵蚀,钢液冲刷、机械应力以及物料磨损等。想要获得较长的使用周期,应合理的配置各部位所使用得耐火材料。下文平炉各部位使用耐火材料介绍,由耐火砖厂家科瑞耐材整理搜集。
1.熔池用耐火材料:由炉底和堤坡组成,工作温度约为1600℃。此处耐火材料砌体受温度波动,机械应力和化学侵蚀等的影响,尤其是渣线区域,这是最薄弱的区域,受到的损毁最为严重。熔池砌体的厚度根据窑炉吨位,即装料量而变化。炉底的结构是复合的。先在炉壳的钢板上铺设一层石棉板。再砌筑粘土质耐火砖,然后再是镁砖。先平砌,上两层为侧砌或竖砌。但顶层砖的砌筑方向必须沿着钢出口的中心线,以避免出钢时被冲刷损毁。自1985年以来,炉底结构有所改进,即在侧面砌筑镁砖时,夹铺一层镁砂,其上是良好高纯镁砖竖砌层。此外,在门坎面下方堤坡处,砌建的镁砖和粘土砖的砌体之间,也有夹铺着一层镁砂。堤坡全部采用镁砖交接错缝砌建,上下层交错面形成阶梯状砖缝应小于2mm,并撒上干镁砂粉填补。钢出口和出渣部分承受高温,钢水和炉渣侵蚀,工作条件差,镁砖砖接缝不应超过1mm,且不预留膨胀使其自成整体,易于维护和检修。熔池的工作层一般为镁砂打结层,在装料前,应将镁砂层烧结(炼炉底),以防止钢水和炉渣渗入并减少侵蚀。该层先后采用冶金镁砂,高镁合成砂和高铁合成砂等,主要依靠低熔点物质作为结合相,促进底层打结层的烧结,但不适应强化吹氧要求。氧气炼钢平炉是电熔皮砂和重烧镁砂结合的高密度混合物,不添加矿化剂。冷铺后,将其炼制成炉底工作层,平均寿命约为60炉次,是合成镁砂炉底寿命的1倍以上,比冶金镁砂炉底寿命高2倍左右。每次出钢时,易损的渣线区域和炉底局部需要使用镁砂干料喷补或人工投补。熔池每冶炼几十炉钢,就要炼炉底,即做一个新的烧结层。因此,平炉中修时,一般不需要更换炉底。
2.炉墙用耐火材料:指熔炼室炉门(装料门)门坎面以上的耐火砖砌体,与堤坡和炉顶紧密结合,其工作温度为1700℃左右。炉壁分为端壁,前壁和后壁,两个炉门之间的前壁,也称为前壁垛。所有炉墙均采用镁砖砌筑,砖缝不超过2mm,夹入0.5mm薄铁板。在高温下能烧结成一体。在每层砖石之间,采用卤水调制的镁火泥可以是湿砌体。除前壁垛外,应留下适当的膨胀缝。固定平炉或倾动式平炉的前后壁均向外倾斜砌建。前墙由镁砖干砌,交错平台呈梯形,后墙由斜砖构成。确保砖表面垂直于壳体表面,以防止炉子在倾斜时坍塌。为了扩大平炉的容量,常用干镁砂来制做假门坎,导致炉壁下面的耐火砖砌体,经常承受炉渣和钢水的严重化学侵蚀,损坏速度加快,需要进行维护。在装料过程中,前壁经常受到装载机的冲击和机械磨损,还经受着温度的剧烈波动。因此,使用周期短,需要日常维护。当平炉小修时,前墙需更换重建,后墙也需要部分修补。根据平炉的不同容量,前壁配有3~5个炉门,用于装料,兑铁水和补炉等。炉门盖为升降式,内衬用镁砖或高铝砖砌建,因经常脱砖,需要进行小修。当内衬是由碱性耐火浇注料浇制时,整体性能良好,使用周期得到明显延长。
3.炉顶用耐火材料:耐火材料砌建体结构为拱形吊挂式,其工作温度一般在1700℃以上,吹氧作业时可达1750℃。出钢、补冷料、补炉过程中,炉顶温度会下降很多。也就是说,炉顶不仅受高温和突然的温度波动,还受飞溅炉渣和钢液侵蚀,高温气流冲刷等作用,所以较易被熔蚀和剥落,是熔炼室内衬最薄弱的部位。当平炉小修时,需要更换炉门前靠炉口一侧和部分倾斜炉顶。中程度维修时,需要重建大部分炉顶,炉顶的一个使用周期用一炉次表示,它代表平炉的寿命。世界上大多数国家都使用镁铬砖或方镁石尖晶石砖砌建平炉炉顶。 20世纪50年代后期,根据镁质和高铝质耐火材料的特点及应用,中国开发了用于平炉炉顶用镁铝砖,使用周期得到了显著的延长。随着新型冶炼技术的不断涌现,镁铝砖已无法满足其要求。因此,中档镁铝砖和镁铝铬砖被开发出来,应用效果十分良好。当平炉采用吹氧等强化冶炼措施时,其平均炉寿命超过300次。平炉炉顶的保养方法有很多种,最好的方法是采用火焰喷补,其优点是不降低炉顶温度和喷补层与原砖层之间的粘接牢固等特点,使用周期同样得到了延长。
4.炉头及上升道用耐火材料:
炉头及上升道是连接平炉冶炼室和沉淀室的耐火砖砌建通道,其工作温度为1450~1700℃,通常采用镁砖和镁铝砖,镁铬砖。炉头是一般的平炉燃烧器,也是废气出口。需严格要求炉头的尺寸和角度,且砌砖必须准确,以确保空气和煤气的有效混合和充分燃烧。炉头拱顶和倾斜拱顶由镁铝砖构成。炉头的煤气水套是使用石棉板或硅酸铝耐火纤维毡铺设。内衬和外衬是用镁砖或镁铝砖,然后通过炉头端壁插入炉头内。围墙和隔墙应由镁砖砌成,用卤水镁火泥湿砌,砖缝间隙不得超过2mm,并填满浆缝隙,尤其是共用墙必须紧密,以防止煤气和空气的串漏,发生爆炸事故。上升道墙的使用周期,一般是一炉次。
5.沉积室和蓄热室用耐火材料:
沉积室和蓄热室用于沉积炉渣和预热空气和煤气的设备,位于上升道下部,其工作温度为1450℃左右。沉积室顶部与上升道的下端连接,分为空气沉积室和气体沉积室。沉积室底部通常先用粘土砖建造,工作层为镁砖,以抵抗炉渣的侵蚀。蓄热室由底砖,墙砖,顶砖和格子砖砌体组成。蓄热室上部与沉积室相通,下部接烟道,工作温度约为900℃。蓄热室的壁,底和顶通常由高铝砖和粘土砖构成。格子砖砌体的下部由粘土质格子砖砌建,中部和上部为高铝质格子砖,上部也有用镁橄榄石格子砖的。沉积室和蓄热室的使用周期通常是一个或几个炉次。
6.烟道和烟囱烟道用耐火材料:
烟道和烟囱是高温废气的排除通道,其工作温度低于900℃。烟道和烟囱内衬工作层的中下部一般采用粘土砖砌建,使用周期长。钟罩式换向阀安装在烟道中,用于空气和煤气的换向,其内衬采用粘土砖。由于机械振动和温度变化等影响,相对容易剥落损坏,平炉小修时,需要修补或重新砌建。当使用硅酸盐水泥耐火浇注料时,内衬的整体性较好,抗热震性也不错,使用明显延长。