矿热炉耐火砖炉衬结构的设计对其寿命的影响.docx

矿热炉耐火砖炉衬结构的设计对其寿命的影响目录1 .粗缝砌筑炉衬结构12 .无缝砌筑炉衬结构23 .选用相对适合的炉衬材料34 .改进砌筑炉方式，实现炉膛内沉铁，保护炉底35 .使用开堵眼机及无水碳质泥炮，少用氧气开铁口4传统的高矿热炉普遍存在寿命短、炉衬侵蚀快等使用弊端，通过国内专业的矿热炉专家以及矿热炉炉衬材料的生产企业不断的探索尝试，现总结了一些相对成熟的方法及措施，使原来炉衬寿命由711个月延长至16个月以上，取得了良好的效果。冶金炉用炉衬设计十分强调炉衬结构的整体性。对于矿热炉炉体的解剖表明：砌缝是炉渣、金属、碱金属、煤气渗入炉衬的通道，渗入物质，尤其是液体炉渣或金属液渗入砌缝是导致炉衬破坏的重要原因。液体炉渣或金属液通过砖缝渗透会加剧炉衬的损坏速度。提高整体炉衬整体性的措施有如下几项：(1)采用非定形耐火材料或采用湿砌法。用性能好的耐火泥加强砖之间的联系。对于碳质炉衬，可以采用碳质捣打料打结炉衬。(2)保证耐火砖几何尺寸和砌筑质量，采用精加工的焙烧碳砖砌筑，最大程度减少缝隙。(3)加强和改善开炉工艺，使其具有适合耐火材料的升温制度。1 .粗缝砌筑炉衬结构粗缝碳砖炉衬容易出现炉衬侵蚀，炉墙和炉底穿孔等现象，目前针对碳砖缝的砌筑使用粗缝糊、冷捣糊进行打结，往往在预留碳病缝出现打结密度不够，造成铁水下穿现象，一方面由于炉衬结构设计碳砖缝隙较小，使用的工具不能很好的打结捣打料，造成由于打结密度不够或局部位置打结不到。另一方面由于碳成缝隙较宽，砖缝打结料的强度没有碳砖的强度高，导致铁水侵蚀砖缝，出现炉底穿孔的现象，所以选择碳砖缝尺寸及打结砖缝强度成为我们比较关注的问题。高稻浇注札钠壳石棉板电极糊半石墨碳砖粘土PN-401Z-65高铝砂-yT6KH-r.*jF"M«赢；""1Z-55高铝破'高铝骨!高铝浇注料内蒙古鄂尔多斯冶金有限责任公司通过对炉衬结构的研究，主要将不同的砖缝尺寸及捣打密度进行研究，砖缝的选择主要从工具使用的最佳空间范围，以及选用工具的捣打力能否满足砖缝的要求，通过对砌筑材料及砌筑过程严格把关来提高筑炉质量，对于碳砖缝隙打结过程，砖缝留置50mm,每50mm高度测定一次捣打强度，为此保证砖缝强度，以下为公司自主设计25.5MVA硅铁炉炉衬结构见图Io1Z-75高铝传1Z-65高铝砖高铝骨料三石棉板端壳石棉板图125.5MVA硅铁炉炉衬结构2 .无缝砌筑炉衬结构缝碳砖炉衬于粗缝碳砖基本砌筑原理相同，但无缝炉衬碳砖缝小于2mm,砖缝之间利用碳胶泥作为填充剂，往往筑炉过程中放置碳砖是需要将碳胶泥刮平，有利于碳碑缝隙保持要求尺寸，同时对碳胶泥的质量要严格把控，由于劣质碳胶泥强度不够，遇高温体积收缩较大或接触铁水将被侵蚀等情况，对整个炉衬遭到破坏，当碳砖整体一层铺满后，对整层碳砖进行找平很重要，如果在某个点出现不平情况，那么在这个区域形成架空层，对本层以上的碳砖一样出现这样的问题，所以说无缝砌筑炉衬在砌筑质量要求上要高于粗缝砌筑，同样无缝炉衬使用寿命高于粗缝砌筑。一般无缝砌筑结构使用到硅铁炉中炉衬寿命较稳定，但该炉衬使用到硅镐炉中操作不当还是存在炉底穿孔的现象，由于硅锦合金比重大，铁水侵蚀碳砖并进入碳砖缝使碳砖向上漂浮，所以在砌筑过程中对炉衬结构要设计好，并对炉衬材料及筑炉质量要严格把控。3 .选用相对适合的炉衬材料该公司选用炼铁高炉使用的半石墨化碳砖和氮化硅结合碳化硅砖替代普通碳砖；选用高铝砖替代出铁口内部普通粘土砖。理化指标见表1：表I半石墨碳砖及高铝砖主要特性名称半石墨碳砖碳氮化硅砖高铝砖主要成分/%C55SiC>70Si3N420F23,7Si02=30-35A2O3=6O7O体积密度t/n?1.582.653-3.2耐火温度/C>200018001850荷重软化温度/C170016001580抗压强度/MPa40160500-800气孔率/%<201613-25热导率W(mK)7>161.25抗氧化性氧化率6%良好稳定抗还原性稳定稳定>155（TC不稳定抗渣浸蚀性优好稳定抗液态金属浸蚀性熔铁性30%好稳定表1可以看出：用于高炉的碳氮化硅砖对照普通碳砖具有优良的导热性、高强度、抗碱腐蚀、抗氧化及抵抗渣、铁熔蚀性能强等特点；高铝砖也具有稳定的抗氧化性、抗渣性和抗液态金属性，抗还原不稳定也在1550°C的高温，对温度层次相对较低的高碳锦铁不产生影响，可有效延长炉衬和出铁口寿命。4 .改进砌筑炉方式，实现炉膛内沉铁，保护炉底结合矿热炉特点及成本考虑，选择用半石墨碳砖砌筑炉底从上至下第一层及炉墙（除出铁口处）；出铁口处炉前立砖采用氮化硅结合碳化硅砖（简称碳氮化硅砖）镶嵌于半石墨碳砖内；同时，在碳氮化硅砖中心开孔作为出铁口，使出铁口高出炉底半石墨碳砖IOOmm,实现炉膛沉铁，使炉底形成一定厚度的低温死铁层，隔离电极弧光，起到保护炉底炉衬，减少碳砖横截面尺寸误差；M时按炉壳尺寸要求采购截角或切割好的碳砖，改善炉膛内大缝隙或倒角处用碎碳砖头填充冲糊的方式，减少炉衬薄弱环节。砌筑方式如图2所示。5 图2采用半石墨碳破氮碳化硅砌筑出铁口示意图6 .使用开堵眼机及无水碳质泥炮，少用氧气开铁口由于碳氮化硅砖较普通碳砖具有高致密性，同粘土砖一样，高温遇水或水汽易产生线膨胀而破裂，因此必须选用无水的碳质炮泥配合开堵眼机进行开堵出铁口，严禁用水淋出铁口或含水的泥球；同时高温尽可能杜绝使用氧气吹出铁口，减少出铁口处氧化侵蚀。