高爐用碳化硅磚
 

高爐用耐火磚 

高爐是利用鼓入的熱風(fēng)使焦炭燃燒及還原，熔煉鐵礦石稱為金屬鐵的豎式爐，是在高溫和還原氣氛下連續(xù)進(jìn)行煉鐵的熱工設(shè)備。高爐自上而下分為爐喉、爐身、爐腰、爐腹、爐缸和爐底。

爐喉是受爐料下降時(shí)直接沖擊和摩擦的部位。一般采用高密度高鋁磚。但該磚不耐久，因而還采用耐磨鑄鋼護(hù)板保護(hù)。

（1）爐身上部和中部的溫度只有400-800℃，無(wú)爐渣形成和幾乎沒(méi)有渣蝕。該部位主要承受爐料沖擊、爐塵上升的磨損及堿和鋅氣體的侵人、碳的沉積而遭到的破壞。該部位主要用黏土磚.隨著高爐長(zhǎng)壽的發(fā)展,該部位用更耐磨損和耐剝落的高品質(zhì)的耐火材料.如高鋁磚、硅線石磚。在爐身下部溫度較高，有大量的爐渣形成，有爐料下降的摩檫、護(hù)氣上升時(shí)粉塵的沖制作用和堿金屬蒸氣的侵地作用。因此，要求具有良好的抗渣性，抗堿性和高溫強(qiáng)度及耐磨性的黏士磚，高鋁磚。甚至近年來(lái)用氮化硅結(jié)合的碳化硅磚或Sialon結(jié)合的剛玉磚。而隨著高爐容積的增加，用的耐火材料的檔次提高.如中小高爐可能用價(jià)格低廉的黏土磚或高鋁磚,而大型高爐就用碳化硅制品甚至Sialon結(jié)合的剛玉磚。

（2）爐腰部位的溫度上升到00-00℃，熔渣在這個(gè)部位大量形成，渣侵蝕嚴(yán)重，鉀、鈉蒸氣侵蝕嚴(yán)重；含塵熱氣上升對(duì)爐襯產(chǎn)生很大的沖刷和腐蝕；焦炭等物料產(chǎn)生摩擦。上述諸多因素的共同作用，使這個(gè)部位的耐火材料受到更嚴(yán)重的損壞。以前多選用黏土磚和高鋁磚，特別是小高爐更是如此。對(duì)于大型高爐現(xiàn)在多選用氮化硅結(jié)合的碳化硅磚、反應(yīng)結(jié)合碳化硅磚。也有利用Sialon 結(jié)合剛玉磚的趨勢(shì)。對(duì)于中、小型高爐使用鋁炭磚的比例在增加，即中、小型高爐使用了鋁炭磚甚至微孔的鋁炭磚。

爐腹的溫度進(jìn)一步升高到00-50℃，渣的黏度進(jìn)一步下降，對(duì)爐襯侵蝕進(jìn)一步加劇。氣流沖刷，爐料對(duì)妒襯的摩擦、堿蒸氣的侵蝕性和碳的沉積以及氣氛的波動(dòng)等都對(duì)襯的損壞會(huì)進(jìn)一步加刷，因此要求這部分的耐火材料爐村的質(zhì)量進(jìn)一步提高。以前多用高鋁磚和剛玉磚，現(xiàn)在多用碳化硅磚。

（3）爐缸和爐底用耐火材料。爐缸上部靠近風(fēng)口區(qū)溫度在00-00℃，爐底溫度一般在50-00℃。在爐缸部位焦炭燃燒,產(chǎn)生很高的溫度，因此對(duì)爐襯的熔蝕是嚴(yán)重的。爐缸處風(fēng)口用硅線石磚、剛玉澆注料和石墨質(zhì)填料，現(xiàn)在用碳化硅質(zhì)耐火材料越來(lái)越多。出鐵處用Al2Oo3-SiC-_C磚或炭塊也越來(lái)越普遍。在爐底主要受到鐵水滲人和鐵水對(duì)炭磚的侵蝕而損毀。現(xiàn)在爐底多用致密度高、導(dǎo)熱性好和抗侵蝕性好的石墨磚和微孔炭磚。值得指出的是，近年來(lái)這部分出現(xiàn)了陶瓷杯,即在爐底和爐缸接觸鐵水的工作襯用一層無(wú)炭的耐火材料，如Sialon 結(jié)合剛玉磚、剛玉莫來(lái)石磚和合成莫來(lái)石磚等

（4）高爐風(fēng)口區(qū)處在00℃以上的高溫和受到很大的熱應(yīng)力，如摩擦等物理?yè)p壞,承受由于堿、鋅、炭沉積等化學(xué)侵蝕，以及氣流和熔體的沖擊損壞。以前多使用黏土磚或硅線石磚，近開(kāi)始使用耐堿性非常好、強(qiáng)度很高的碳化硅制品和Sialon結(jié)合的剛玉制品。

（5）高爐長(zhǎng)壽是一個(gè)長(zhǎng)期的非常重要的課題。它對(duì)提高效益、提高回報(bào)產(chǎn)生重要的影響。世界各國(guó)都高度重視對(duì)它的研究。因此,高爐的使用壽命就越來(lái)越高。提高高爐長(zhǎng)壽的重要方法之一是用高品質(zhì)耐火材料爐襯。關(guān)鍵部位的耐火材料的檔次越來(lái)越高。微孔炭磚和石墨磚,碳化硅磚和Sialon 結(jié)合的剛玉磚以及鋁炭磚的使用比例越來(lái)越高。這些產(chǎn)品的質(zhì)量也越來(lái)越高。隨著高爐容積的增加，用這些高品質(zhì)的耐火材料的比例也就越高，使用壽命也大大得到了提高,而中小型高爐仍然使用更多的是黏土磚和高鋁磚，只有很少部分使用高品質(zhì)的碳化硅制品,因此我國(guó)小型高爐的使用壽命也就較低。不過(guò),近年來(lái)價(jià)格低廉和性能優(yōu)良的鋁炭磚在中小型高爐上使用取得了較好的效果,以后可能會(huì)得到進(jìn)一步的發(fā)展和提高。

（6）為了提高高爐的使用壽命，目前對(duì)高爐修補(bǔ)越來(lái)越普遍。對(duì)高爐襯修補(bǔ)的方法有

1)半干法噴補(bǔ)爐襯;

2)近年來(lái)濕式噴射料發(fā)展很快,用該材料噴補(bǔ)爐襯;

3)當(dāng)爐襯的高爐壁發(fā)紅時(shí),在該處打孔,用擠壓機(jī)把壓人料壓人到發(fā)紅的爐襯處。

高爐各類特殊問(wèn)題處理方法解答 

對(duì)于高爐特殊爐況處理技術(shù)，高爐特殊爐操作者應(yīng)在綜合分析判斷的基礎(chǔ)上，采取相應(yīng)的措施，減少損失，提高高爐生產(chǎn)效率。

1.低料線料線低于正常料線0.5m以上叫低料線，時(shí)間在1小時(shí)以上.低料線的危害：打亂了爐料的正常分布，使料拄的透氣性變壞，爐內(nèi)煤氣流分布失常，爐料得不到正常預(yù)熱和正常還原，是造成爐涼和爐況失常的重要原因。低料線會(huì)使高爐順行變壞，爐溫向涼，生鐵含硫升。高1-2倍。風(fēng)渣口易破損低料線易損壞爐襯，打亂軟熔帶的正常分布，易造成爐墻結(jié)厚和結(jié)瘤，也容易燒壞爐頂設(shè)備。低料線的爐料到達(dá)軟熔帶時(shí)，高爐難操作。爐料透氣性差，風(fēng)量和壓差不對(duì)應(yīng)。低料線的原因：生產(chǎn)不穩(wěn)定.高爐順行變差，崩料或連續(xù)崩料；懸料坐料形成低料線，特別是頑固懸料坐料形成低料線特別深；設(shè)備故障不能上料或上料慢，以及原燃料供應(yīng)不上等。低料線的處理：要充分認(rèn)識(shí)低料線的危害。根據(jù)爐頂溫度（不超過(guò)250℃）高低，適度減風(fēng)，控制好料線，要確保爐頂溫度不能超出允許高值（300℃），保護(hù)好爐頂設(shè)備（啟動(dòng)爐頂打水設(shè)備，但不能打水過(guò)多）。減風(fēng)是趕料線的好辦法。但不適宜于長(zhǎng)期低料線作業(yè)。減風(fēng)、低壓時(shí)間不超過(guò)2小時(shí)。為補(bǔ)償爐料加熱不足，防爐涼，低料線一定要輕焦炭負(fù)荷，要根據(jù)料線的深度和時(shí)間而定，一般輕焦炭負(fù)荷10%-30%。設(shè)備故障：減風(fēng)到高爐允許的低水平，只要風(fēng)口不來(lái)渣。故障消除后，要先裝料，攆上料線后，再加風(fēng)。上料過(guò)程中要補(bǔ)凈焦。故障處理時(shí)間長(zhǎng)，不能上料，要抓緊組織出鐵，鐵后休風(fēng)。上料設(shè)備故障之后，可先上幾批焦，后補(bǔ)礦石。但焦炭上料設(shè)備故障，不允許先上幾批礦石，后補(bǔ)焦炭的做法。爐況不順的高爐低料線的處理一定要慎重。要防止惡性懸料。可采取減風(fēng)與控料線相結(jié)合的辦法，風(fēng)壓平穩(wěn)是前提。爐子已懸料，要先裝料，后坐料。低料線的爐料到達(dá)風(fēng)口區(qū)時(shí)，如遇風(fēng)壓高，高爐爐況不順，可改1-3批倒裝料或適度減風(fēng)。為保護(hù)爐頂設(shè)備，在爐頂溫度大于500℃時(shí)，可向大小鐘之間通蒸氣，但嚴(yán)禁向爐內(nèi)打水，可適度減風(fēng)。風(fēng)量減到50%以上時(shí)，料線深3m以上，低料線的因素沒(méi)排除，要立即組織出鐵，鐵后休風(fēng)。攆料線不能急，要均勻上料，防止懸料或惡性懸料。連續(xù)崩料造成的低料線，建議休風(fēng)堵風(fēng)口，以利于恢復(fù)爐礦。案例：某廠1513m3高爐因設(shè)備事故造成低料線4m，處理過(guò)急，低料線的爐料到達(dá)風(fēng)口區(qū)時(shí)連續(xù)崩料，未及時(shí)減風(fēng)，導(dǎo)致懸料，以及頑固懸料。終導(dǎo)致?tīng)t涼，用十多天處理才正常。某廠1513m3高爐因上料設(shè)備故障，造成低料線。趕料線過(guò)急，料滿后懸料，進(jìn)一步處理不當(dāng)，坐料不下，休風(fēng)料也不下，噴吹渣口和鐵口無(wú)效，只好拉下渣口小套，送風(fēng)吹爐缸內(nèi)爐料外排。兩小時(shí)后坐料下來(lái)，爐大涼，出三次號(hào)外。

2.偏料兩尺相差大于0.5m以上叫偏料。鐘閥高爐兩尺相差1.0m以上也叫偏料。偏料的危害：破壞煤氣流正常分布，能量利用率降低，使裝料調(diào)劑手段效果減小造成高爐圓周工作不均，特別是爐缸溫度不均，對(duì)噴煤和下部調(diào)劑效果有較大影響，易產(chǎn)生爐況大涼，大崩料或連續(xù)崩料，懸料.結(jié)瘤。爐料粉末易集結(jié)在下料慢的部分。2.1偏料的征兆在料線淺的高爐易發(fā)生裝料過(guò)滿，或大鐘關(guān)不嚴(yán)。風(fēng)口圓周工作不均，一側(cè)暗，一側(cè)亮。各渣口，上下渣溫差別大。渣鐵物理熱不足，生鐵含s高，爐渣流動(dòng)性差。CO2曲線低料線側(cè)較低，高點(diǎn)向中心移。風(fēng)壓高且不穩(wěn)，頂壓常見(jiàn)尖峰。爐頂溫度曲線分散，低料線一側(cè)溫度高。2.2偏料的原因爐襯侵蝕不均，侵蝕嚴(yán)重一側(cè)煤氣流過(guò)分發(fā)展。爐型發(fā)生變壞，一側(cè)可能有結(jié)瘤，使下料不均。旋轉(zhuǎn)布料器故障，停轉(zhuǎn)后布料偏。風(fēng)口圓周工作不均。爐料粉末多，布料時(shí)發(fā)生爐料粒度偏析。

2.3偏料的處理辦法檢查料尺工作是否正常，有無(wú)假象。出現(xiàn)偏料要避免中心過(guò)吹和爐溫不足。偏料初期，可改變裝料制度，采取疏松邊緣或雙裝等的辦法。爐溫充沛時(shí)，可鐵后坐料，加3-5批凈焦，后補(bǔ)礦，改變煤氣流分布。使用無(wú)料鐘設(shè)備可采取定點(diǎn)布料。低料線一側(cè)縮小風(fēng)口經(jīng)，加套，嚴(yán)重是可堵風(fēng)口。發(fā)現(xiàn)有結(jié)瘤要及時(shí)處理。大鐘和旋轉(zhuǎn)布料器工作有缺陷要及時(shí)處理。

維護(hù)高爐出鐵口的辦法

保持足夠的鐵口深度，是按時(shí)出凈潦鐵及維護(hù)鐵口的關(guān)鍵。高爐投產(chǎn)后，由于渣、鐵的沖刷和化學(xué)侵蝕，鐵口區(qū)的磚襯侵蝕很快，當(dāng)侵蝕到接近四周的冷卻壁時(shí)，就會(huì)威脅高爐的安全生產(chǎn)，所以要在每次出完鐵后用泥炮將耐火泥打入爐內(nèi)一定深度，使其不僅起堵塞孔道的作用，還要在鐵口區(qū)被侵蝕處形成泥包，以彌補(bǔ)被侵蝕的磚襯。為了保證安全生產(chǎn)，要求鐵口泥包的深度比爐缸內(nèi)襯厚一些，合理的鐵口深度一般是爐缸原內(nèi)襯至爐殼厚度的1.2-1.5倍。

維護(hù)好出鐵口，應(yīng)做好如下幾點(diǎn)：

(1) 要開(kāi)好流鐵孔道。出鐵時(shí)爐缸內(nèi)的渣、鐵從四周匯向鐵口，孔道靠近內(nèi)壁部分侵蝕較快，因此，開(kāi)孔時(shí)應(yīng)外面稍大，里面稍小，并應(yīng)防止鉆彎。孔徑大小，要根據(jù)高爐大小而定，并考慮控制鐵水流速，一般在每分鐘4-8t，過(guò)快過(guò)慢對(duì)鐵口維護(hù)都不利。

(2) 出鐵口必須烤干，不能帶潮泥出鐵。因?yàn)榭椎辣诘某蹦嗯c高溫鐵水接觸引起水分急劇蒸發(fā)，產(chǎn)生爆炸噴濺，使流鐵孔道斷裂，對(duì)出鐵口的維護(hù)十分不利。

(3) 要選擇好的耐火炮泥。維護(hù)出鐵口主要靠耐火泥在爐內(nèi)形成泥包，因此，要求耐火泥要有足夠的耐火度，抗渣、鐵沖刷與侵蝕的能力;要有好的導(dǎo)熱性和透氣性，能在兩次出鐵的間隔時(shí)間內(nèi)完全干燥，還要有一定的可塑性，以便形成泥包。

(4) 在有渣口設(shè)備的高爐，要盡量放好上渣，減少?gòu)蔫F口排出的下渣量。

(5) 每次要出凈渣、鐵。一般要求實(shí)際出鐵量與理論計(jì)算量的差值不大于15%，也不要過(guò)分噴吹鐵口，這對(duì)鐵口維護(hù)有害，尤其是高壓操作時(shí)要嚴(yán)禁大噴吹鐵口。

(6) 出鐵口角度要合理。出鐵口角度是指所開(kāi)流鐵孔道與出鐵口水平中心線夾角。保持適宜的鐵口角度，可使?fàn)t缸內(nèi)存有適當(dāng)?shù)臍堣F，起保護(hù)爐底的作用，同時(shí)使鐵口泥包穩(wěn)定堅(jiān)固。隨著高爐爐齡的增加，爐缸、爐底不斷被侵蝕擴(kuò)大，殘鐵減少，鐵水也逐漸下移，為此應(yīng)適當(dāng)加大鐵口角度。但在一定的操作條件下，鐵口角度應(yīng)相對(duì)固定，不宜經(jīng)常變動(dòng)。

現(xiàn)代高爐的死鐵層加深后，鐵口角度就變化很小了，有時(shí)甚至一代高爐都維持在同一角度。

(7)要維護(hù)好泥套。鐵口泥套是用特制的泥套泥利用泥炮的壓炮裝置壓制而成的，只有泥套完整才能保證堵口時(shí)泥炮頭與泥套嚴(yán)密吻合，使耐火泥順利打進(jìn)鐵口內(nèi)，不至于產(chǎn)生炮泥從旁邊冒出，鐵口打不進(jìn)泥的現(xiàn)象。

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