高爐、焦爐、鉛熔煉爐用耐火材料介紹
發布時間:2021/7/29 17:36:22 點擊率: 來源:高鋁磚廠家 作者:榮盛耐材
用于高爐冶煉的原料主要是鐵礦石、燃料(焦炭)和熔劑(石灰石)三部分。一般情況下,冶煉1噸生鐵需要1.5-2.0噸鐵礦石、0.4-0.6噸焦炭、0.2-0.4噸熔劑,總共需要2-3噸原料。要保證高爐連續生產,就需要充足的原料供應。所以,無論是生鐵廠家還是鋼廠原材料采購工作尤為重要。
因為高爐是連續生產的,所以一代高爐(從開爐到大修停爐為一代)可以連續生產數年至十幾年。在生產過程中,從爐頂(一般爐頂是由料種與料斗組成的,現代化高爐是無料鐘的爐頂和爐頂)不斷地將鐵礦石、焦炭、熔劑從高爐下部的風口吹入熱風(1000~1300℃),并噴入油、煤或天然氣等燃料。裝在鼓風爐里的鐵礦石,主要是鐵和氧的化合物。該過程稱為還原,在高溫下,焦炭中和噴吹物中的碳與燃燒產生的一氧化碳將鐵礦石中的氧奪走,得到鐵。鐵礦經還原反應煉鐵,從出鐵口放出鐵水。礦脈石、焦炭、噴吹物中的灰分與加入爐內的石灰石等熔劑結合,形成從出鐵口和出渣口各排出渣。氣體由爐頂排出,除塵后作為工業氣體使用。現代高爐也可以利用爐頂高壓,部分外排氣體發電。
爐體由上至下分為爐喉、爐身、爐腰、爐腹、爐缸5部分。因高爐煉鐵具有技術經濟指標好、工藝簡單、生產能力大、勞動生產率高、能耗低等優點,故該方法生產的鐵占世界鐵總產量的絕大部分。在高爐生產過程中,將鐵礦石、焦炭、造渣用熔劑(石灰)從爐子下部沿爐周的風口吹入預熱的空氣。一氧化碳和氫氣在高溫下燃燒焦炭產生的一氧化碳和氫氣,在爐內上升時將鐵礦石中的氧去除,從而還原成鐵。煉鋼的鐵水從鐵口排出。鐵礦中未還原雜質與石灰石等熔劑結合形成爐渣,從渣口排出。排煙氣由爐頂排出,經除塵后用作熱風爐、加熱爐、焦爐等燃料。爐渣生產的主要產品是生鐵,還是高爐渣和高爐煤氣的副產物。
a,用于爐體上部的耐火材料:
主要原因:機械侵蝕、空氣流動、爐料磨損及溫度劇烈變化引起的熱負荷劇烈變化,工作環境非常惡劣。
所以,該部位推薦使用耐化學腐蝕、耐磨損、耐剝落、導熱性能好的氮化硅碳化硅磚。
爐身中部用耐火材料:為有效防止爐內高溫氣流的劇烈沖刷,保證爐襯的導熱性,降低爐襯溫度和侵蝕,推薦使用高質量的氮化硅碳化硅磚或賽隆硅磚。
爐身下部:爐身下部為鑲磚冷卻壁結構,爐體下部為初渣區,為有效阻止初成渣和高溫爐氣對爐襯的雙重劇烈侵蝕,爐襯采用抗熱沖擊性好、高溫強度高、導熱性好的耐火材料,根據近幾年國內外的高爐內襯設計經驗,在爐身下部選用抗熱沖擊性好、高溫強度高、耐高溫性能好的耐火材料。
d、爐腰、爐腹耐材:爐腰/爐腹承受較高的溫度,耐火材料的損壞程度接近或超過爐身下部。為了防止渣皮、堿金屬的侵蝕和高溫氣流的沖刷,故該部位仍采用抗熱沖擊、高溫強度高、導熱性好的Sialon-SiC磚或Sialon-Al2O3磚或Sialon-Al2O3磚。
風口區:風口區溫度波動大、溫度高、氧化嚴重,因此,為適應風口惡劣的工作環境,選擇了抗熱震、抗氧化、抗渣、抗堿的Sialon與SiC磚組合磚或賽隆剛玉磚,也可采用大型剛玉預制塊或硅線石大磚。
爐缸-爐底部分:內壁采用導熱較低的陶瓷杯陶瓷墊組合而成的爐底陶瓷杯綜合工藝。瓷杯:選配剛玉磚組合陶瓷墊片:上層選用低鋁莫來石保護磚,第二層選用剛玉莫來石磚。
為降低散熱率,在爐體內砌筑一層厚345~1150毫米的耐火磚,在爐體內設置了冷卻裝置,防止爐殼變形。由于高爐各部磚襯損壞機理不同,為防止局部爐襯先損壞,應根據爐體損壞、冷卻、高爐運行等因素,選擇不同的爐襯,以防止爐襯損壞。傳統爐缸、爐底采用高級和超高級粘土磚。此磚已逐漸熔損,因收縮及砌磚質量較差,過去常造成嚴重燒穿事故,現爐缸、爐底多采用碳素耐火材料,基本解決了爐底燒穿問題。爐底使用的碳磚有三種類型:全部是碳磚;爐底四周和上部是碳磚,爐底的是粘土磚或高鋁磚;爐底的四周和下部是碳磚,上部為粘土磚或高鋁磚。后者又稱綜合爐底。而設計的爐底厚度有減薄趨勢(從0.5d右降到0.3d左右,或者1/4爐殼內徑,d為爐缸直徑)。碳磚的缺點是容易被空氣、二氧化碳、蒸汽和堿金屬侵蝕。尤其是在爐下部的爐腰,因其磨損、熱應力、化學腐蝕等原因,易損壞。高爐有冷卻壁,投產兩年左右,經常出現爐身下部磚襯全腐蝕。在爐體上部及爐喉磚襯里要求耐磨性和耐熱穩定性,粘土磚為宜。爐腹磚襯腐蝕后以“渣皮”維持生產。
近年來采用噴補工藝對磚襯進行修補的方法已相當普遍。噴補高鋁質耐火材料(含Al2O340~60%),使用壽命為砌筑的3/4。
煉鉛爐用耐火材料
鉛熔煉爐一般采用鼓風爐和電熔爐,目前使用較多的鉛熔爐為鼓風熔煉爐。
鼓風爐身上部、煙道及爐底非工作層一般采用粘土磚砌筑,爐身下部用鉻磚和鎂磚做爐襯,風口區因溫度高(個別部位可達到1500℃左右),加上熔渣和粗鉛熔液的侵蝕,工作條件較苛刻,一般以高級粘土磚、高鋁磚或鎂鉻磚為襯,爐床粘土磚上應砌筑致密鉻磚、鎂磚、鎂鉻磚、鎂鉻磚、鎂鉻磚為襯,爐床粘土磚上應砌筑致密鉻磚、鎂磚、鎂鉻磚、鎂磚等材料也可以用鎂磚做工作襯,也可以用鎂磚來砌筑。
電熔爐系采用電極加熱,一般采用鎂鉻質耐火搗打料,側墻及整個爐底都采用鎂質耐火搗打料制作,側墻、出鉛口和虹吸管的工作層則用鎂磚砌筑。
煉焦耐火材料
煉焦爐層將煤干餾獲得焦炭廈化工產品的熱工設備,主要由炭化室、燃燒器、爐頂、斜道、蓄熱空間和小煙道等組成。如圖121所示。
(1)碳化房耐火材料。本實用新型具有周期性,裝煤時,爐墻表面溫度降到600℃左右,結焦木期爐墻面又升到1000-1100℃。所以,炭化室壁采用硅磚砌筑。碳化室兩端的爐頭,在千爐門打開時,溫度從1000℃降到500c℃以下,越過爐門體積穩定的溫度界限(570C),因此,應選用抗熱震性好的制品,“前大部分材料都選用粘土磚,現在傾向于選用高質量鋁磚、硅線石磚和紅柱石砌筑。
(Z)l燃燒室燃耐火材料。燃燒室與炭化室共用爐墻,絨毛與炭化室相同。
(3)耐火材料用于爐頂。爐上煤孔周圍園溫波動較大,采用粘土磚砌筑,其它部位采用硅磚。
(4)耐火材料用于斜道。通過斜道將燃燒室與熱室連接,要求磚體結掏穩定,抗熱應力作用。小焦爐用帖土磚,大中型焦爐采用硅磚砌筑。
(5)再生室用耐火材料。小焦爐蓄熱室的單立墻、隔墻和底柏格磚砌筑速率用粘土磚砌筑,大中型焦爐蓄熱室中、上部砌體全部采用磚砌筑,以使焦爐整體內隔墻砌筑,
(6)用于小型管道的耐火材料。煙道位于蓄熱室底部與煙道相通。
這些小煙道都是用牛糞砌成的。
總體而言,焦爐耐火材料目前以硅磚為主。煉焦硅磚
對外觀尺寸要求精確,且體積密度、熱導率、高溫蠕變性和高溫強度足夠高;磚中物相成分主要是石英鱗片,殘存石英較少。