高爐用耐火磚和高鋁磚

高爐爐殼內(nèi)部砌有一層厚345～1150毫米的耐火磚，以減少爐殼散熱量，磚中設(shè)置冷卻設(shè)備防止?fàn)t殼變形。高爐各部分磚襯損壞機理不同，為了防止局部磚襯先損壞而縮短高爐壽命，需要根據(jù)損壞、冷卻和高爐操作等因素，選用不同的耐火磚襯。爐缸、爐底傳統(tǒng)使用高級和超高級粘土磚。這部分磚是逐漸熔損的，因收縮和砌磚質(zhì)量不良，過去常引起重大燒穿事故，現(xiàn)在爐缸、爐底大多用碳素耐火材料，基本上解決了爐底燒穿問題。爐底使用碳磚有三種型式：全部為碳磚；爐底四周和上部為碳磚，下部為粘土磚或高鋁磚；爐底四周和下部為碳磚，上部為粘土磚或高鋁磚。后兩種又稱為綜合爐底。設(shè)計爐底厚度有減薄趨勢(由0.5d右減至0.3d左右或爐殼內(nèi)徑的1/4厚度，d為爐缸直徑)。碳磚的缺點是易受空氣、二氧化碳、水蒸氣和堿金屬侵蝕。爐腰特別是爐身下部磚襯，由于磨損、熱應(yīng)力、化學(xué)侵蝕等,容易損壞。采用冷卻壁的高爐，投產(chǎn)兩年左右,爐身下部磚襯往往全被侵蝕。爐身上部和爐喉磚襯要求具有抗磨性和熱穩(wěn)定性的材料，以粘土磚為宜。爐腹磚襯被侵蝕后靠“渣皮”維持生產(chǎn)。

高爐爐身用耐火磚。高爐爐身中、上部主要采用高質(zhì)量粘土質(zhì)耐火磚和高鋁質(zhì)耐火磚。但是隨著大中型高爐操作條件苛刻化和大幅度延長高爐壽命制度的確立，該部位要求采用在耐剝落性和耐磨性方面都很優(yōu)異的耐火材料。因此，在爐身上部還可采用磷酸鹽結(jié)合的粘土磚，上部和中部還可采用硅線石質(zhì)耐火磚和耐剝落性優(yōu)異的高鋁質(zhì)耐火磚。
然而，在高爐爐身段易損壞的部位是爐身下部，該部位已為國內(nèi)外大多數(shù)高爐耐火磚的實踐所證明。因為這部分區(qū)域是熱交換較多的區(qū)域，爐料下降的摩擦作用，煤氣上升時粉塵的沖刷作用，堿金屬的侵蝕作用都很嚴(yán)重。因此，要求有良好的抗渣性、抗堿性、耐磨的高質(zhì)量粘土磚、高鋁磚、剛玉磚及碳化硅磚。日本新日鐵公司在室蘭廠3號高爐爐身下部分別砌筑了粘土質(zhì)耐火磚、高鋁質(zhì)耐火磚、粘土結(jié)合碳化硅磚、氮化硅結(jié)合碳化硅磚、碳化硅石墨磚等，曾進(jìn)行對比試驗。經(jīng)過1年半的生產(chǎn)試驗，其蝕損速度相應(yīng)分別為0. 51、0.36、0.50、0.1、0. 24mm/d。這說明，后兩者材料使用效果較好，但成本較高。日本還在高爐爐身下部試用了純度高、導(dǎo)熱性好和耐浸蝕性強的高級耐火材料，如電熔高鋁耐火磚、合成莫來石磚等，也有一定效果。
2、高爐爐腹用耐火磚。爐腹聯(lián)結(jié)著爐腰和爐缸，這一區(qū)域溫度更高，其下部爐料溫度約在1600～1650'C，氣流溫度更高。渣的侵蝕、堿金屬的作用、物料沖刷都加大。所以，爐腹部位歷來都是高爐壽命短壽的美鍵環(huán)節(jié)。因此，它要求耐火磚不僅具有良好的抗堿抗渣性，而且要具有耐高溫性能。
 據(jù)悉，根據(jù)耐火磚的類型分類不同，過去以高鋁耐火磚和剛玉耐火磚磚砌筑者居多，但現(xiàn)在多選用碳化硅制品。日本在高爐爐腹和風(fēng)口區(qū)域部位試用了瓠度高、導(dǎo)熱性好和耐侵蝕性強的高級耐火磚，如電熔鋯剛玉磚合成莫來石磚、剛玉磚等，使用效果比較顯著。德國在爐腹部位試用了各種耐火磚，如半石墨磚、電熔高鋁磚、莫來石磚、直接結(jié)合或氮化硅結(jié)合的碳化硅磚等。荷蘭霍戈文鋼鐵公司艾莫伊登鋼鐵廠在7號高爐（爐容為3662m3）的爐腹部位砌筑半石墨磚，效果較好。歐美有不少高爐在爐腹部位試用了碳化硅磚，也有采用石墨磚砌筑的。
總之，國內(nèi)外高爐耐火磚的實踐表明，在爐腹部位包括風(fēng)口區(qū)多用粘土耐火磚或硅線石耐火磚，近年來取而代之的是耐堿性優(yōu)異的、強度較高的碳化硅耐火磚和碳化硅風(fēng)口組合磚。
3、高爐用風(fēng)口組合耐火磚。由于風(fēng)口的工作環(huán)境惡劣，耐火磚不僅承受高溫?zé)嶝?fù)荷作用，而且要經(jīng)受1500℃左右的鐵侵蝕，特別是當(dāng)爐況不順，懸、崩料多發(fā)生時，風(fēng)口極易受損壞。壞的部位大都是前端下沿、上沿或側(cè)面。大部分是熔損造成的，當(dāng)然也有破損或磨損造成的。所以，怎樣提高風(fēng)口的使用壽命，減輕工人的勞動強度，提高產(chǎn)量，又成了人們普遍關(guān)心的問題。
近年來，各種新型風(fēng)口不斷涌現(xiàn)：貫流式、堆焊式、共滲式等。其同一個目標(biāo)是：改進(jìn)風(fēng)口銅純度，改進(jìn)結(jié)構(gòu)。這樣一方面提高材質(zhì)純度，以便提高其導(dǎo)熱性能；另一方面，改進(jìn)結(jié)構(gòu)，加強冷卻能力；這樣才能收到良好的效果。

4、高爐爐吼用耐火磚。高爐爐喉主要起保護爐襯、合理布料的作用。這一區(qū)域主要受爐料直接沖擊和摩擦作用，但煤氣流的沖刷相對較輕。因此，爐喉一般多用性能優(yōu)異的粘土耐火磚或高密度的高鋁磚砌筑，但該磚使用壽命短，因而還采用耐磨耐撞擊的鑄鋼保護板，即所說的爐喉鋼磚。

爐喉部位也有采用粘土耐火磚或耐火澆注料作內(nèi)襯的，也有采用碳化硅磚的。美國格里廠13號高爐生產(chǎn)了近萬120萬噸生鐵后，其磨損仍然是輕微的，因此這種爐襯材質(zhì)和構(gòu)造形式是成功的，可考慮在大中型高爐上使用。另外，在高爐爐喉及保護板以下部位、直吹管和煤氣升降管等部位 均可采用噴涂法進(jìn)行修補。在新建高爐時，上述部位也可以采用噴涂法進(jìn)行筑襯，施工效率高，質(zhì)量好。

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