高爐用耐火材料的要求與發(fā)展

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1、論文題目：高爐用耐火材料的要求及其發(fā)展學(xué)生姓名：王浩學(xué)號(hào)：201002663214指導(dǎo)教師：陳敏專業(yè)：冶金技術(shù)年級(jí)：10級(jí)高爐用耐火材料的要求及其發(fā)展大家都知道，耐火材料是用作高溫窯、爐等熱工設(shè)備，以及高溫容器和部件的無(wú)機(jī)非金屬材料，耐火度不低于1580℃，并在高溫下能承受相應(yīng)的物理化學(xué)變化及機(jī)械作用。耐火材料的耐火度也是極高的，普通耐火制品的耐火度為1580~1770℃，高級(jí)耐火制品的耐火度為1770~2000℃，特級(jí)耐火制品的耐火度為2000℃。耐火材料在鋼鐵冶煉取得了很大的發(fā)展和技術(shù)進(jìn)步。而耐火材料是指耐火溫度不低于158

2、0℃的無(wú)機(jī)非金屬材料。它包括天然礦石按照一定的目的要求經(jīng)過(guò)一定的工藝制程的各種制品。它具有一定的高溫力學(xué)性能，良好的體積穩(wěn)定性。而高爐是煉鐵主要設(shè)備，它具有蟬聯(lián)大，生產(chǎn)效率高和成本低的優(yōu)點(diǎn)，這也是其他煉鐵方法所無(wú)法比擬的。隨著世界各國(guó)鋼鐵業(yè)的進(jìn)步，高爐朝著大型化，高效化和長(zhǎng)壽化發(fā)展，逐步采用富氧噴煤，高風(fēng)溫操作，高壓爐頂?shù)刃碌囊睙捈夹g(shù)。高爐的襯條工作條件也發(fā)生了重大的變化，使其壽命降低很多，一般只有5~6年。特別是高爐的腰身及下部，爐腹部位，使其壽命更短，為適應(yīng)這一發(fā)展，高爐耐火材料也有了很大的變化，長(zhǎng)壽命新型，高溫耐火材料逐漸

3、被應(yīng)用，高爐的壽命也逐提高。一．爐襯用耐火材料根據(jù)高爐爐襯的操作條件的特征，要求耐火材具有：（1）良好的高溫使用性能，在長(zhǎng)期高溫下熱穩(wěn)定性好。（2）常溫和高溫下的強(qiáng)度要高，耐磨性要好。（3）致密度高，導(dǎo)熱性好，顯氣孔率低，高溫收縮小。（4）能抵制高溫，高溫下的鐵水，熔渣，高爐煤氣和爐塵的劇烈沖刷和侵蝕（5）耐火磚外形尺寸準(zhǔn)確，能確保磚縫達(dá)到規(guī)定的要求。目前，高爐耐火材料的品種很多，爐身一般采用性能優(yōu)異的粘土磚或高鋁磚，爐身下不，爐腰及爐腹則用碳制制品，碳化硅磚，剛玉等特種耐火材料。特別是最近發(fā)展起來(lái)的碳化硅磚，在高路上的應(yīng)用獲得

4、了很大的成功。二.爐喉和爐頂用耐火材料爐喉主要起保護(hù)襯，合理布料的作用。爐喉正常工作時(shí)，溫度為400-500℃，這一區(qū)域主要保護(hù)受爐料直接沖擊和摩擦作用，但沒(méi)氣流的沖刷相對(duì)較輕，因此，爐喉一般采用水冷或無(wú)水冷鋼磚，水冷鋼磚與爐殼之間的填充澆注料。而爐頂及煤氣風(fēng)罩，一般都采用金屬錨固件加耐磨的耐火涂料。三．爐身用耐火材料爐身是高爐的重要組成部分，起著爐料的加熱，還原和糟渣作用。自始至終承受著煤氣氣流的沖刷與物料的沖擊。而自身的上部溫度和中部溫度較低(400-800℃),無(wú)爐渣形成和渣蝕危害。這部位主要承受爐料沖擊，爐塵上升的磨損或

5、熱沖擊或者受到堿，鋅等的侵入和碳的沉積而遭受破壞。所以該部位主要采用低氣孔率的的優(yōu)質(zhì)粘土磚及高鋁磚。特別是在耐火制品品種增加和質(zhì)量提高的情況下，高爐爐襯壽命大為延長(zhǎng)。四．爐腰用耐火材料爐腰起著上升沒(méi)氣流的緩沖作用。爐料在這里已部分還原造渣，涂料的透氣性變差，同時(shí)渣蝕嚴(yán)重。另外，爐腰部位的溫度高（1400-1600℃）,高溫輻射侵蝕嚴(yán)重，堿的侵蝕也比較嚴(yán)重；含塵的熾熱爐氣上升，對(duì)爐襯產(chǎn)生較強(qiáng)的沖刷作用；焦炭等物料產(chǎn)生摩擦；熱風(fēng)通過(guò)這是因其溫度急劇變化作用。上述諸多因素的共同作用，是這個(gè)部位的耐火材料損壞嚴(yán)重。因此，爐腰部位一般選擇

6、抗渣侵蝕強(qiáng)，耐沖刷的耐火材料。五．賦用耐火材料爐腹連接爐缸和爐腰。這一區(qū)域溫度更高，其下部爐料溫度大約在1600-1650℃，氣流溫度也很高，并形成大量的中間渣開(kāi)始滴落。該部位所受的熱輻射，熔渣侵蝕都很嚴(yán)重。另外，堿金屬的侵入，談的沉淀而引起的化學(xué)作用，由上而下的熔體和右下面上的熾熱氣流的沖刷作用也很加劇。所以，爐腹部位歷來(lái)都是高爐壽命最短的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。因此，該區(qū)域的材料應(yīng)該有很高的抗腐蝕性，抗沖刷能力，同時(shí)還要兼有一定的抗熱震能力。因此，現(xiàn)代大中型高爐在此部位都采用這類耐火材料比較普遍。燒成鋁碳磚及燒成微孔鋁碳磚也具有很好的抗壓

7、，抗折，抗侵蝕，抗沖刷能力。導(dǎo)熱性好，而且容易掛渣，最重要的是抗熱震能力強(qiáng)，價(jià)格也比較便宜。六．爐缸，底耐火材料爐缸是承裝鐵水和熔渣的地方，并燃燒焦炭產(chǎn)生大量煤氣，為高爐還原制造初始條件。爐缸部位特別是風(fēng)口區(qū)是高爐內(nèi)溫度最高的區(qū)域，其溫度在1700-2000℃，爐底文帝一般在1450-1500℃。爐缸內(nèi)襯出生受高溫作用外，還主要受到渣鐵的化學(xué)侵蝕與沖刷，爐底主要以鐵水的深入侵蝕為主。爐缸是高爐的重要部位。該部位內(nèi)襯破損的主要原因：（1）渣、鐵水的侵蝕；（2）堿金屬的侵蝕；（3）高溫煤氣流的沖刷；（4）熱應(yīng)力的破壞；（5）二氧化碳

8、、氧氣、水的氧化、侵蝕等。這一部位內(nèi)襯破損是多種因素綜合作用的結(jié)果，既有化學(xué)的、熱力的，也有機(jī)械的作用。所以，爐缸用耐火材料的性能應(yīng)滿足如下要求：（1）耐高溫性，鐵水溫度1500℃左右，爐渣溫度更高：（2）耐侵蝕性，如高溫爐渣的侵蝕，特別是渣中堿金屬及氧化物時(shí)侵