高炉炉衬的破损及耐火材料设计
发布日期： 2020-01-03 16:17:58 阅读量（369） 作者：王海燕高炉是通过鼓入的热风使焦炭和喷吹的煤粉燃烧，加热和还原熔炼含铁炉料，在高温和还原气氛下连续进行炼铁的竖炉。用耐火材料砌筑的高炉炉衬可形成高炉工作空间。在高炉冶炼过程中，炉衬将受到侵蚀和破坏，其破损原因可归纳为：
(1)高温渣铁的渗透和侵蚀;
(2)高温和热应力;
(3)炉料机械磨损;
(4)煤气流的摩擦冲刷;
(5)炭素沉积;
(6)碱金属侵蚀和铅锌渗透。
在诸多因素中，温度是关键因素。因此，为了提高炉衬的使用寿命，在高炉炉体的易损部位均设有冷却系统。目前，高炉日渐趋于大型化以及高顶压、高风温、富氧鼓风、燃料喷吹等强化冶炼新技术的采用，致使耐火材料的使用条件变得更加苛刻。采用新型高质量耐火材料，改进炉体冷却系统及强化管理等措施，可不断延长新一代高炉炉衬寿命。
根据高炉炉衬的工作条件和破损机理，要求高炉用耐火材料具有以下特点：
(1)耐火度高。耐火材料开始软化的温度称为耐火度，表征耐火材料能承受高温的能力。因高炉长期在高温、高压下工作，故要求耐火材料具有较高的耐火度。
(2)高温强度高，耐磨损和抗撞击能力强。
(3)荷重软化温度高。高炉炉衬不仅受到高温作用，还要承受重负荷，故要求其具有较高的荷重软化温度。
(4)Fe2O3含量低。耐火材料中的Fe2O3和SiO2在高温下反应可生成低熔相，易降低耐火材料的耐火度。另外，耐火材料中的Fe2O3还可能被渗入其内部的CO还原成海绵铁，而海绵铁又会促使CO分解产生石棒碳沉积，对炉衬产生破坏作用。
(5)重烧收缩率小。重烧收缩率也称残余收缩率，可表征耐火材料升至高温后产生裂纹的可能性大小。耐火材料的重烧收缩率越小，在高温下的稳定性越好。
(6)气孔率低。气孔率是耐火材料的一个重要指标，在高炉冶炼条件下，若炉衬材料的孔隙率大，则石墨和锌容易沉积，从而引起炉衬损毁。
为了适应现代化大型高炉日益苛刻的操作条件，不仅要在设计、施工、设备质量和操作技术等方面精益求精，还要根据高炉炉内冶炼条件，对高炉炉衬的不同部位，选用合适的耐火材料。
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