耐火材料在鋼鐵工業(yè)中運用

1、第一節(jié)第一節(jié) 高爐用耐火材料高爐用耐火材料第二節(jié)第二節(jié) 熱風(fēng)爐用耐火材料熱風(fēng)爐用耐火材料第三節(jié)第三節(jié) 焦?fàn)t用耐火材料焦?fàn)t用耐火材料第四節(jié)第四節(jié) 混鐵爐用耐火材料混鐵爐用耐火材料第五節(jié)第五節(jié) 鐵水預(yù)處理用耐火材料鐵水預(yù)處理用耐火材料第六節(jié)第六節(jié) 轉(zhuǎn)爐用耐火材料轉(zhuǎn)爐用耐火材料第七節(jié)第七節(jié) 爐外精練用耐火材料爐外精練用耐火材料第八節(jié)第八節(jié) 連續(xù)鑄鋼用耐火材料連續(xù)鑄鋼用耐火材料第九節(jié)第九節(jié) 加熱爐用耐火材料加熱爐用耐火材料2022-3-4一、高爐高爐（blast furnace)簡介簡介 高爐是利用鼓入的熱風(fēng)使焦炭燃燒及還原熔煉鐵礦石的豎式爐，是在高溫和還原氣氛下高爐是利用鼓入的熱風(fēng)使焦炭燃燒及還原熔

2、煉鐵礦石的豎式爐，是在高溫和還原氣氛下連續(xù)進行煉鐵的熱工設(shè)備。連續(xù)進行煉鐵的熱工設(shè)備。 高爐用耐火材料損毀的原因主要是爐料機械磨損、碳素沉積、渣鐵侵蝕、堿金高爐用耐火材料損毀的原因主要是爐料機械磨損、碳素沉積、渣鐵侵蝕、堿金屬侵蝕和鉛鋅滲透、熱應(yīng)力和高溫荷重等綜合因素，其中溫度是決定性的因素。因?qū)偾治g和鉛鋅滲透、熱應(yīng)力和高溫荷重等綜合因素，其中溫度是決定性的因素。因此，高爐爐體易損部位均設(shè)有冷卻系統(tǒng)，以提高爐襯的使用壽命。此，高爐爐體易損部位均設(shè)有冷卻系統(tǒng)，以提高爐襯的使用壽命。 2022-3-42022-3-4高爐爐體用耐火材料高爐爐體用耐火材料 高爐爐體由爐喉、爐身、爐腰、爐腹和爐缸高爐爐

3、體由爐喉、爐身、爐腰、爐腹和爐缸5部分組成。部分組成。 爐體附設(shè)有風(fēng)口、出渣口、出鐵口、冷卻系統(tǒng)及加料裝置等設(shè)施。高爐爐襯爐體附設(shè)有風(fēng)口、出渣口、出鐵口、冷卻系統(tǒng)及加料裝置等設(shè)施。高爐爐襯按其使用損毀特點可分為上、中、下三段；上段包括爐喉、爐身上部和中部；按其使用損毀特點可分為上、中、下三段；上段包括爐喉、爐身上部和中部；中段包括爐身下部、爐腰和爐腹；下段為爐缸和爐底。中段包括爐身下部、爐腰和爐腹；下段為爐缸和爐底。2022-3-42022-3-41、爐喉、爐身上部及爐身中部用耐火材料、爐喉、爐身上部及爐身中部用耐火材料 爐喉承受爐料下降時的直接沖擊和摩擦，極易磨損，多采用高強度的粘土磚和高密

4、度的高爐喉承受爐料下降時的直接沖擊和摩擦，極易磨損，多采用高強度的粘土磚和高密度的高鋁磚砌筑，并采用鑄鋼板保護。鋁磚砌筑，并采用鑄鋼板保護。 爐身上部和中部溫度不超過爐身上部和中部溫度不超過700，無爐渣形成和爐渣侵蝕，除承受爐料滑行與沖擊以，無爐渣形成和爐渣侵蝕，除承受爐料滑行與沖擊以及熱煙氣所攜粉塵的摩擦而導(dǎo)致機械磨損外，主要是鉛、鋅侵入沉積，使襯磚組織變的脆及熱煙氣所攜粉塵的摩擦而導(dǎo)致機械磨損外，主要是鉛、鋅侵入沉積，使襯磚組織變的脆弱，甚至鼓脹，還有碳素沉積及粘結(jié)物的作用，使?fàn)t襯開裂和結(jié)構(gòu)松散。整個爐體中該部弱，甚至鼓脹，還有碳素沉積及粘結(jié)物的作用，使?fàn)t襯開裂和結(jié)構(gòu)松散。整個爐體中該部

5、位損毀較輕，一般采用氧化鐵含量較低的致密粘土磚或高鋁磚砌筑。位損毀較輕，一般采用氧化鐵含量較低的致密粘土磚或高鋁磚砌筑。2022-3-42、爐身下部、爐腰和爐腹用耐火材料、爐身下部、爐腰和爐腹用耐火材料 爐身下部承受爐料下降時的摩擦與爐氣上升時粉塵的沖刷作用，該部位溫度較高爐身下部承受爐料下降時的摩擦與爐氣上升時粉塵的沖刷作用，該部位溫度較高并有大量爐渣形成，堿金屬蒸汽的侵蝕作用較重，因此爐襯損毀速度較快。并有大量爐渣形成，堿金屬蒸汽的侵蝕作用較重，因此爐襯損毀速度較快。 爐腰處溫度高，爐渣大量形成，渣蝕嚴重，堿侵蝕及高溫含塵煙氣的沖刷均爐腰處溫度高，爐渣大量形成，渣蝕嚴重，堿侵蝕及高溫含塵煙

6、氣的沖刷均較爐身嚴重。較爐身嚴重。 爐腹部位的溫度較爐腰高，其下部爐料溫度約為爐腹部位的溫度較爐腰高，其下部爐料溫度約為16001650，氣流的溫度更高，氣流的溫度更高，低粘度的熔渣大量形成，不但渣蝕嚴重，同時仍然承受焦炭的摩擦以及由上而下的熔體及炙熱低粘度的熔渣大量形成，不但渣蝕嚴重，同時仍然承受焦炭的摩擦以及由上而下的熔體及炙熱氣流的沖刷，該部位爐襯的損毀最為嚴重。氣流的沖刷，該部位爐襯的損毀最為嚴重。2022-3-4 工業(yè)先進國家的經(jīng)驗以及中國高爐的實踐表明：碳化硅耐火制品具有硬度高、高溫強工業(yè)先進國家的經(jīng)驗以及中國高爐的實踐表明：碳化硅耐火制品具有硬度高、高溫強度大，熱膨脹率低、導(dǎo)熱性

7、能、抗堿侵蝕性與抗熱震性優(yōu)良等特點，是高爐中段較為合適度大，熱膨脹率低、導(dǎo)熱性能、抗堿侵蝕性與抗熱震性優(yōu)良等特點，是高爐中段較為合適的爐襯材料。的爐襯材料。 其中以氮化硅結(jié)合的碳化硅制品最佳。因為氮化硅細致的纖維狀結(jié)晶作為結(jié)其中以氮化硅結(jié)合的碳化硅制品最佳。因為氮化硅細致的纖維狀結(jié)晶作為結(jié)合相，將碳化硅細粉包裹形成牢固的機械結(jié)合，因而具有較高的高溫強度與較好合相，將碳化硅細粉包裹形成牢固的機械結(jié)合，因而具有較高的高溫強度與較好的抗堿蝕性能，其用量已占全世界高爐用碳化硅材料的的抗堿蝕性能，其用量已占全世界高爐用碳化硅材料的60以上。以上。 最新開發(fā)的塞?。ㄗ钚麻_發(fā)的塞?。⊿ialon)結(jié)合碳化硅

8、制品，與氮化硅結(jié)合的制品相比，結(jié)晶較結(jié)合碳化硅制品，與氮化硅結(jié)合的制品相比，結(jié)晶較大，氣孔率較低，抗氧化性能好，經(jīng)抗堿試驗后，高溫抗折強度較佳，是高爐爐襯材大，氣孔率較低，抗氧化性能好，經(jīng)抗堿試驗后，高溫抗折強度較佳，是高爐爐襯材料的優(yōu)選。碳化硅磚的理化性能指標(biāo)見下表所示。料的優(yōu)選。碳化硅磚的理化性能指標(biāo)見下表所示。2022-3-4中中 國國美美 國國結(jié)合方式結(jié)合方式Si3N4SialonSi3N4Sialon化學(xué)化學(xué)成分成分 SiC Si3N4 Sialon712123772075257520體積密度體積密度, g/cm32.722.702.602.70顯氣孔率顯氣孔率, 15151615常

9、溫耐壓強度，常溫耐壓強度，MPa204220198213抗折強度，抗折強度，MPa常溫常溫14005257535038424748線膨脹率線膨脹率, 0.450.510.410.51熱導(dǎo)率熱導(dǎo)率, W/(mK)1200231617.517碳化硅磚的理化性能指標(biāo)碳化硅磚的理化性能指標(biāo)2022-3-4 爐身非工作層采用粘土質(zhì)隔熱磚砌筑，也可以用高鋁水泥隔熱耐火澆注料澆注和爐身非工作層采用粘土質(zhì)隔熱磚砌筑，也可以用高鋁水泥隔熱耐火澆注料澆注和噴涂施工。噴涂施工。 在生產(chǎn)過程中，爐身下部、爐腰和爐腹工作層損毀到一定程度時在生產(chǎn)過程中，爐身下部、爐腰和爐腹工作層損毀到一定程度時(爐殼發(fā)紅爐殼發(fā)紅)，可采

10、，可采用壓入料和噴涂料進行熱修補。在高鋁質(zhì)的噴補料中加入一定比例的用壓入料和噴涂料進行熱修補。在高鋁質(zhì)的噴補料中加入一定比例的SiC材料進一步提高材料材料進一步提高材料的耐磨性和耐侵蝕性。從上世紀(jì)的耐磨性和耐侵蝕性。從上世紀(jì)60年代開始，對爐腰、爐腹、爐底進行壓入修補，在年代開始，對爐腰、爐腹、爐底進行壓入修補，在襯磚和爐殼之間形成保護層，在高鋁料的基礎(chǔ)上，加入樹脂為結(jié)合劑的襯磚和爐殼之間形成保護層，在高鋁料的基礎(chǔ)上，加入樹脂為結(jié)合劑的SiC及碳及碳素，以提高其耐侵蝕性和熱導(dǎo)率，可延長使用壽命素，以提高其耐侵蝕性和熱導(dǎo)率，可延長使用壽命36個月，有的可長達一年。個月，有的可長達一年。2022-

11、3-43、爐缸及爐底用耐火材料、爐缸及爐底用耐火材料 爐缸是盛裝鐵水和熔渣的部位，其側(cè)壁上設(shè)有出渣口、出鐵口和風(fēng)口。該部位長期承受高爐缸是盛裝鐵水和熔渣的部位，其側(cè)壁上設(shè)有出渣口、出鐵口和風(fēng)口。該部位長期承受高溫、熱荷載、鐵水和熔渣的侵蝕，以及熱應(yīng)力等作用。爐缸上部風(fēng)口區(qū)溫度最高，可達溫、熱荷載、鐵水和熔渣的侵蝕，以及熱應(yīng)力等作用。爐缸上部風(fēng)口區(qū)溫度最高，可達17002000以上。以上。 開爐初期爐底和爐缸的耐火材料主要承受高溫鐵水和熔渣的機械沖刷和攪動磨蝕、鐵開爐初期爐底和爐缸的耐火材料主要承受高溫鐵水和熔渣的機械沖刷和攪動磨蝕、鐵水與渣滲入磚的氣孔與磚縫中，加快對爐襯侵蝕，導(dǎo)致砌體變形開裂

12、，甚至爐底磚漂浮。水與渣滲入磚的氣孔與磚縫中，加快對爐襯侵蝕，導(dǎo)致砌體變形開裂，甚至爐底磚漂浮。 同時，使碳磚損毀的因素除滲入有金屬鐵外，還生成氧化鐵和碳化鐵，導(dǎo)致組織破同時，使碳磚損毀的因素除滲入有金屬鐵外，還生成氧化鐵和碳化鐵，導(dǎo)致組織破壞。此外，碳磚遇有水蒸氣等物質(zhì)時發(fā)生氧化，也是損毀的原因。壞。此外，碳磚遇有水蒸氣等物質(zhì)時發(fā)生氧化，也是損毀的原因。2022-3-4 對于粘土磚或高鋁磚爐缸及爐底來說，鐵水中的碳能將磚中的二氧化硅還原成硅，并為對于粘土磚或高鋁磚爐缸及爐底來說，鐵水中的碳能將磚中的二氧化硅還原成硅，并為鐵水所吸收形成硅鐵，時磚的表面呈半熔融狀態(tài)。當(dāng)侵蝕達到一定深度，即達到鐵

13、水凝固線鐵水所吸收形成硅鐵，時磚的表面呈半熔融狀態(tài)。當(dāng)侵蝕達到一定深度，即達到鐵水凝固線時，鐵水與熔渣的滲入即中止。因此，現(xiàn)代高爐的爐缸及爐底均設(shè)有冷卻設(shè)施。時，鐵水與熔渣的滲入即中止。因此，現(xiàn)代高爐的爐缸及爐底均設(shè)有冷卻設(shè)施。 在大型高爐上廣泛采用砌筑陶瓷杯來保護爐底及爐缸壁。爐底采用莫來石磚或在大型高爐上廣泛采用砌筑陶瓷杯來保護爐底及爐缸壁。爐底采用莫來石磚或優(yōu)質(zhì)粘土磚，上升部分用鉻剛玉磚，也有采用超低水泥結(jié)合的棕剛玉澆注件，以形優(yōu)質(zhì)粘土磚，上升部分用鉻剛玉磚，也有采用超低水泥結(jié)合的棕剛玉澆注件，以形成成“陶瓷杯陶瓷杯”。2022-3-4 在陶瓷杯的背面（或下面）再墊以碳磚或微孔碳磚，兩者

14、厚度比為在陶瓷杯的背面（或下面）再墊以碳磚或微孔碳磚，兩者厚度比為1: (22.5)。風(fēng)口一。風(fēng)口一般用氮化硅結(jié)合或自結(jié)合碳化硅磚，出鐵口和除渣口等部位用硅線石磚。般用氮化硅結(jié)合或自結(jié)合碳化硅磚，出鐵口和除渣口等部位用硅線石磚。 新開發(fā)的微孔碳磚、半石墨磚及石墨磚與傳統(tǒng)的加入氧化物的碳磚相比，抗新開發(fā)的微孔碳磚、半石墨磚及石墨磚與傳統(tǒng)的加入氧化物的碳磚相比，抗?jié)B透性、抗鐵、堿及爐渣侵蝕性以及導(dǎo)熱性能等均有明顯的改進，高爐自采用滲透性、抗鐵、堿及爐渣侵蝕性以及導(dǎo)熱性能等均有明顯的改進，高爐自采用全碳磚爐底和綜合爐底以來，壽命可長達全碳磚爐底和綜合爐底以來，壽命可長達1520年。已不成為影響高爐爐

15、齡的關(guān)鍵年。已不成為影響高爐爐齡的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。環(huán)節(jié)。 下表給出了高爐用碳磚及石墨磚的性能。下表給出了高爐用碳磚及石墨磚的性能。2022-3-4高爐用碳磚及石墨磚的性能高爐用碳磚及石墨磚的性能性能性能傳統(tǒng)碳傳統(tǒng)碳磚磚微孔碳微孔碳磚磚加外加劑加外加劑碳磚碳磚半石半石 墨磚墨磚石墨磚石墨磚加外加劑半加外加劑半石墨磚石墨磚耐壓強度耐壓強度,MPa405060251548熱導(dǎo)率熱導(dǎo)率 W(mK)-181111195122添加劑添加劑SiSiAl2O3SiAl2O3彈性模量彈性模量 MPa37001140012400290021005900抗堿性抗堿性,%5.11.61.65.23.50.3鐵中溶解度鐵中溶

16、解度 %3.04.20.54.24.61.02022-3-44、高爐其它部位用耐火材料、高爐其它部位用耐火材料 指出鐵溝、渣溝與出鐵口和出渣口等處用耐火材料。指出鐵溝、渣溝與出鐵口和出渣口等處用耐火材料。 出鐵溝和出渣溝是流放鐵水與熔渣的通道，承受較強的鐵水流和渣流的機械沖刷、化出鐵溝和出渣溝是流放鐵水與熔渣的通道，承受較強的鐵水流和渣流的機械沖刷、化學(xué)侵蝕和急冷急熱等作用，極易損毀，需要經(jīng)常維護。學(xué)侵蝕和急冷急熱等作用，極易損毀，需要經(jīng)常維護。2022-3-42022-3-4 （1）出鐵溝分主鐵溝和鐵溝兩部分。主鐵溝一端與出鐵口相接，由于高爐大型化且）出鐵溝分主鐵溝和鐵溝兩部分。主鐵溝一端與

17、出鐵口相接，由于高爐大型化且強化冶煉，每個出鐵溝日通鐵量高達強化冶煉，每個出鐵溝日通鐵量高達3000t左右，因此其工作條件是苛刻的。左右，因此其工作條件是苛刻的。 對鐵溝內(nèi)襯用耐火材料的要求是耐鐵水和熔渣的侵蝕和沖刷能力強，抗熱震性能好及重對鐵溝內(nèi)襯用耐火材料的要求是耐鐵水和熔渣的侵蝕和沖刷能力強，抗熱震性能好及重?zé)w積變化小，此外還要求不粘結(jié)渣鐵、易于施工與拆除，且不產(chǎn)生有害氣體。燒體積變化小，此外還要求不粘結(jié)渣鐵、易于施工與拆除，且不產(chǎn)生有害氣體。 一般采用粘土磚、碳化硅磚、石墨或焦末和瀝青等配制成耐火搗打料做保護層。一般采用粘土磚、碳化硅磚、石墨或焦末和瀝青等配制成耐火搗打料做保護層。上

18、世紀(jì)上世紀(jì)80年代以來，大型高爐采用的鐵溝料已從搗打料發(fā)展成澆注料，其主要材質(zhì)為年代以來，大型高爐采用的鐵溝料已從搗打料發(fā)展成澆注料，其主要材質(zhì)為電熔剛玉、碳化硅、少量金屬硅與金屬鋁粉以及適量的外加劑等原料配制，再輔以超電熔剛玉、碳化硅、少量金屬硅與金屬鋁粉以及適量的外加劑等原料配制，再輔以超細粉使其具有較高密度，通鐵量已達細粉使其具有較高密度，通鐵量已達50100萬萬t。2022-3-4（2）出鐵口用耐火材料）出鐵口用耐火材料 用于堵塞出鐵口的泥料稱為炮泥。對炮泥的要求可塑性、粘結(jié)性及燒結(jié)性好，不用于堵塞出鐵口的泥料稱為炮泥。對炮泥的要求可塑性、粘結(jié)性及燒結(jié)性好，不產(chǎn)生裂紋與收縮，強度高、耐

19、侵蝕，同時應(yīng)易打開，保證鐵水或熔渣順暢流出。炮產(chǎn)生裂紋與收縮，強度高、耐侵蝕，同時應(yīng)易打開，保證鐵水或熔渣順暢流出。炮泥一般用粘土熟料、高鋁熟料、莫來石、碳化硅、碳粒和粘土為原料；大型高爐則泥一般用粘土熟料、高鋁熟料、莫來石、碳化硅、碳粒和粘土為原料；大型高爐則用電熔氧化鋁、碳化硅、粘土等為原料，并用水或樹脂進行混練制成有水炮泥或無用電熔氧化鋁、碳化硅、粘土等為原料，并用水或樹脂進行混練制成有水炮泥或無水炮泥，裝袋待用。水炮泥，裝袋待用。2022-3-4一、簡介（一、簡介（hot blast stove/furnace) 高爐熱風(fēng)爐是一種蓄熱式交換器，即能將鼓入高爐助燃的空氣由常溫加熱到高溫的

20、熱高爐熱風(fēng)爐是一種蓄熱式交換器，即能將鼓入高爐助燃的空氣由常溫加熱到高溫的熱工設(shè)備。工設(shè)備。 20世紀(jì)世紀(jì)50年代高爐熱風(fēng)爐的工作風(fēng)溫一般為年代高爐熱風(fēng)爐的工作風(fēng)溫一般為800左右，左右，70年代超過年代超過1020 ，90年年代達到代達到1350。由于風(fēng)溫的提高，操作條件更苛刻，因此所用耐火材料也從普通材料向。由于風(fēng)溫的提高，操作條件更苛刻，因此所用耐火材料也從普通材料向高性能、多品種方向發(fā)展，以滿足高風(fēng)溫操作的需要。高性能、多品種方向發(fā)展，以滿足高風(fēng)溫操作的需要。 熱風(fēng)爐用耐火材料除了考慮體積密度及與熱容量有關(guān)的比熱容外，抗儒變性能熱風(fēng)爐用耐火材料除了考慮體積密度及與熱容量有關(guān)的比熱容外，

21、抗儒變性能仍是最重要的指標(biāo)。抗熱震性與強度、外形準(zhǔn)確且無殘余膨脹都是重要的性能。當(dāng)仍是最重要的指標(biāo)?？篃嵴鹦耘c強度、外形準(zhǔn)確且無殘余膨脹都是重要的性能。當(dāng)今都用凈化的高爐煤氣，因此格子磚由于脹裂今都用凈化的高爐煤氣，因此格子磚由于脹裂(1000 左右左右)而導(dǎo)致的崩潰或堵塞現(xiàn)而導(dǎo)致的崩潰或堵塞現(xiàn)象已不嚴重，熱風(fēng)爐結(jié)構(gòu)及其使用的耐火材料見下圖。象已不嚴重，熱風(fēng)爐結(jié)構(gòu)及其使用的耐火材料見下圖。2022-3-42022-3-4二、爐體用耐火材料二、爐體用耐火材料 熱風(fēng)爐爐體由蓄熱室和燃燒室組成。熱風(fēng)爐一般用高爐煤氣或高爐與焦?fàn)t的熱風(fēng)爐爐體由蓄熱室和燃燒室組成。熱風(fēng)爐一般用高爐煤氣或高爐與焦?fàn)t的混合煤

22、氣作燃料，也有采用焦?fàn)t煤氣或重油等作燃料的，其操作溫度為混合煤氣作燃料，也有采用焦?fàn)t煤氣或重油等作燃料的，其操作溫度為13001600 。 由于爐體結(jié)構(gòu)和操作溫度不同，各部位一般選用超級或高級粘土磚、高鋁磚、硅磚、莫來由于爐體結(jié)構(gòu)和操作溫度不同，各部位一般選用超級或高級粘土磚、高鋁磚、硅磚、莫來石磚、硅線石磚、紅柱石磚和一些不定形耐火材料。石磚、硅線石磚、紅柱石磚和一些不定形耐火材料。 損毀部位主要是燃燒室、格子磚氣體的上部、內(nèi)燃式爐的隔墻和外燃室爐的過橋等處。損毀部位主要是燃燒室、格子磚氣體的上部、內(nèi)燃式爐的隔墻和外燃室爐的過橋等處。 其損毀原因主要是高溫、溫度變化形成的熱應(yīng)力和粉塵的化學(xué)侵

23、蝕等因素所致。其損毀原因主要是高溫、溫度變化形成的熱應(yīng)力和粉塵的化學(xué)侵蝕等因素所致。熱風(fēng)爐使用壽命為熱風(fēng)爐使用壽命為1520年，其間對易損毀部位需要進行小修。年，其間對易損毀部位需要進行小修。2022-3-4蓄熱室用耐火材料蓄熱室用耐火材料 當(dāng)熱風(fēng)溫度低于當(dāng)熱風(fēng)溫度低于900 時，高溫部位襯磚和格子磚砌體上層用高鋁磚，其余均用高時，高溫部位襯磚和格子磚砌體上層用高鋁磚，其余均用高級粘土磚；風(fēng)溫為級粘土磚；風(fēng)溫為9001100 時，高溫部位襯磚和格子磚則選用高鋁磚、莫來石時，高溫部位襯磚和格子磚則選用高鋁磚、莫來石磚或硅線石磚，其余部位用高鋁磚和高級粘土磚；風(fēng)溫高于磚或硅線石磚，其余部位用高鋁磚

24、和高級粘土磚；風(fēng)溫高于1100 時，其高溫部時，其高溫部位必須選用低儒變高鋁磚、莫來石和硅磚。位必須選用低儒變高鋁磚、莫來石和硅磚。2022-3-4項項 目目牌牌 號號RL-65RL-55RL-48Al2O3，655548耐火度，耐火度，1790177017500.2MPa荷重軟化溫度荷重軟化溫度,150014701420重?zé)€變化，重?zé)€變化，1500，2h1450，2h+0.1-0.4+0.1-0.4顯氣孔率，顯氣孔率，24常溫耐壓強度，常溫耐壓強度，MPa49.044.139.2熱風(fēng)爐高鋁磚的理化性能熱風(fēng)爐高鋁磚的理化性能2022-3-4熱風(fēng)爐硅磚的理化指標(biāo)熱風(fēng)爐硅磚的理化指標(biāo)項項 目目

25、指指 標(biāo)標(biāo) SiO2，%94CaO，%23Fe2O3，%1.5耐火度，耐火度，1710荷重軟化開始溫度，荷重軟化開始溫度， 1650蠕變率蠕變率（1550，50h），），0.5真密度，真密度，g/cm3 2.34顯氣孔率，顯氣孔率，23常溫耐壓強度，常溫耐壓強度，MPa302022-3-4燃燒室用耐火材料燃燒室用耐火材料 燃燒室用耐火材料與蓄熱室用的基本相同，也有用莫來石或者莫來石磚配用硅燃燒室用耐火材料與蓄熱室用的基本相同，也有用莫來石或者莫來石磚配用硅磚砌筑的；燃燒器的空氣、煤氣通道一般用粘土磚和高鋁磚砌筑，其上部帶輻射孔磚砌筑的；燃燒器的空氣、煤氣通道一般用粘土磚和高鋁磚砌筑，其上部帶輻

26、射孔（噴嘴）的部位可用莫來石磚或莫來石剛玉磚砌筑，使用壽命（噴嘴）的部位可用莫來石磚或莫來石剛玉磚砌筑，使用壽命2 24 4年。該部位采用年。該部位采用高鋁質(zhì)耐火澆注料預(yù)制帶噴嘴口的部件，也獲得了較好的使用效果。高鋁質(zhì)耐火澆注料預(yù)制帶噴嘴口的部件，也獲得了較好的使用效果。2022-3-4一、簡介（一、簡介（coke oven) 焦?fàn)t是獲得焦炭及煉焦化學(xué)副產(chǎn)焦?fàn)t是獲得焦炭及煉焦化學(xué)副產(chǎn)品的熱工設(shè)備，焦?fàn)t爐體結(jié)構(gòu)見下品的熱工設(shè)備，焦?fàn)t爐體結(jié)構(gòu)見下圖圖.2022-3-4二、碳化室用耐火材料二、碳化室用耐火材料 碳化室是由爐墻、爐底、爐頂和爐門組成。碳化室工作室工作是周期性的，碳化室是由爐墻、爐底、爐

27、頂和爐門組成。碳化室工作室工作是周期性的，裝煤時爐墻表面溫度降至裝煤時爐墻表面溫度降至500600 ，結(jié)焦末期爐墻表面溫度又升至，結(jié)焦末期爐墻表面溫度又升至10001100 。溫度的大幅波動，使砌體產(chǎn)生熱應(yīng)力，導(dǎo)致砌體出現(xiàn)裂紋、組織松散、強度降低，。溫度的大幅波動，使砌體產(chǎn)生熱應(yīng)力，導(dǎo)致砌體出現(xiàn)裂紋、組織松散、強度降低，還受到煤料成焦時的膨脹壓力，致使墻面鼓脹和凹陷等。還受到煤料成焦時的膨脹壓力，致使墻面鼓脹和凹陷等。 裝煤和推焦時，爐墻和爐底經(jīng)常受到強烈的機械磨損和撞擊，另外，爐墻還承受化學(xué)侵蝕裝煤和推焦時，爐墻和爐底經(jīng)常受到強烈的機械磨損和撞擊，另外，爐墻還承受化學(xué)侵蝕和碳素沉積的作用。因

28、此，碳化室墻、底用硅磚砌筑。和碳素沉積的作用。因此，碳化室墻、底用硅磚砌筑。2022-3-4 焦?fàn)t，尤其現(xiàn)代化大型焦?fàn)t對硅磚的要求時及其嚴格的。焦?fàn)t，尤其現(xiàn)代化大型焦?fàn)t對硅磚的要求時及其嚴格的。 首先是外觀上光潔度與平整度要求很高。磚的棱角齊整、尺寸公差小。另外，首先是外觀上光潔度與平整度要求很高。磚的棱角齊整、尺寸公差小。另外，硅磚為鱗石英、方石英并與殘余石英及玻璃相共存的復(fù)合體，其中只有鱗石英硅磚為鱗石英、方石英并與殘余石英及玻璃相共存的復(fù)合體，其中只有鱗石英形成結(jié)晶網(wǎng)絡(luò)而構(gòu)成堅固的骨架，使磚具有良好的高溫結(jié)構(gòu)強度，為此必須使形成結(jié)晶網(wǎng)絡(luò)而構(gòu)成堅固的骨架，使磚具有良好的高溫結(jié)構(gòu)強度，為此必

29、須使石英達到充分轉(zhuǎn)化，促使磚中大量鱗石英的形成。石英達到充分轉(zhuǎn)化，促使磚中大量鱗石英的形成。 工業(yè)發(fā)達國家所生產(chǎn)的硅磚真密度一般為：工業(yè)發(fā)達國家所生產(chǎn)的硅磚真密度一般為：2.312.32g/cm3，控制硅磚中殘存石，控制硅磚中殘存石英含量使殘余膨脹幾乎為零。英含量使殘余膨脹幾乎為零。 2022-3-4 現(xiàn)代大型焦?fàn)t碳化室墻面采用致密硅磚砌筑，顯氣孔率控制在現(xiàn)代大型焦?fàn)t碳化室墻面采用致密硅磚砌筑，顯氣孔率控制在1617，以，以提高爐墻導(dǎo)熱性，增加生產(chǎn)能力；爐門由于經(jīng)常開啟，溫度波動較大，朝向碳化室提高爐墻導(dǎo)熱性，增加生產(chǎn)能力；爐門由于經(jīng)常開啟，溫度波動較大，朝向碳化室一側(cè)一般采用粘土磚砌筑，也可

30、用堇青石磚和不定形耐火材料，耐火材料與外殼之一側(cè)一般采用粘土磚砌筑，也可用堇青石磚和不定形耐火材料，耐火材料與外殼之間充填隔熱材料。間充填隔熱材料。 碳化室靠爐門的墻，也稱爐頭，處于溫度波動大的區(qū)域，因此多用粘土磚、高鋁磚、碳化室靠爐門的墻，也稱爐頭，處于溫度波動大的區(qū)域，因此多用粘土磚、高鋁磚、硅線石磚和紅柱石磚砌筑。硅線石磚和紅柱石磚砌筑。 爐頭和爐門損壞時一般用磚補砌，或用耐火可塑料及澆注料修補，較好的修爐頭和爐門損壞時一般用磚補砌，或用耐火可塑料及澆注料修補，較好的修補方法為火焰噴補法。補方法為火焰噴補法。2022-3-4三、燃燒室用耐火材料三、燃燒室用耐火材料 燃燒室由爐墻、爐底和爐

31、頂組成。爐墻與碳化室共用，需砌筑嚴密，不得有氣燃燒室由爐墻、爐底和爐頂組成。爐墻與碳化室共用，需砌筑嚴密，不得有氣體串通，該側(cè)面主要受高溫、煤中所含鹽類和燃氣的作用。爐底與斜道上的空氣和體串通，該側(cè)面主要受高溫、煤中所含鹽類和燃氣的作用。爐底與斜道上的空氣和煤氣道相通。燃燒室工作層用硅磚砌筑，其技術(shù)要求與碳化室用磚相同。煤氣道相通。燃燒室工作層用硅磚砌筑，其技術(shù)要求與碳化室用磚相同。2022-3-4四、焦?fàn)t硅磚（四、焦?fàn)t硅磚（silica brick for coke oven) 以鱗石英為主晶相用于砌筑煉焦?fàn)t的硅質(zhì)制品。以鱗石英為主晶相用于砌筑煉焦?fàn)t的硅質(zhì)制品。 現(xiàn)代焦?fàn)t是由成千種磚形，上萬

32、噸耐火材料砌筑的龐大熱工設(shè)備。硅磚是其爐體現(xiàn)代焦?fàn)t是由成千種磚形，上萬噸耐火材料砌筑的龐大熱工設(shè)備。硅磚是其爐體的主要材料，構(gòu)成了焦?fàn)t的基本部分：蓄熱室、斜道、燃燒室、碳化室、爐頂?shù)?，的主要材料，?gòu)成了焦?fàn)t的基本部分：蓄熱室、斜道、燃燒室、碳化室、爐頂?shù)?，占耐火磚總量的占耐火磚總量的6070。 焦?fàn)t的一個爐役約焦?fàn)t的一個爐役約2030年，有的高達年，有的高達45年。焦?fàn)t硅磚的質(zhì)量好壞直接影響到爐役年。焦?fàn)t硅磚的質(zhì)量好壞直接影響到爐役的長短。的長短。2022-3-4焦?fàn)t硅磚性能要求：焦?fàn)t硅磚性能要求：1、荷重軟化溫度高；、荷重軟化溫度高； 焦?fàn)t硅磚在高溫下能承受爐頂上裝煤車的動負荷，并可在長期使

33、用中不變焦?fàn)t硅磚在高溫下能承受爐頂上裝煤車的動負荷，并可在長期使用中不變形。形。2、熱導(dǎo)率高；、熱導(dǎo)率高； 焦炭是用焦煤在碳化室中靠燃燒室的熱傳導(dǎo)加熱而煉成的，所以，砌筑燃焦炭是用焦煤在碳化室中靠燃燒室的熱傳導(dǎo)加熱而煉成的，所以，砌筑燃燒室的硅磚應(yīng)該有較高的熱導(dǎo)率。燒室的硅磚應(yīng)該有較高的熱導(dǎo)率。2022-3-43、高溫時有良好的熱震穩(wěn)定性能；、高溫時有良好的熱震穩(wěn)定性能； 由于焦?fàn)t周期性的裝煤、出焦，引起燃燒室墻兩側(cè)硅磚的溫度急劇變化。正常操作的溫度由于焦?fàn)t周期性的裝煤、出焦，引起燃燒室墻兩側(cè)硅磚的溫度急劇變化。正常操作的溫度波動范圍內(nèi)不會引起硅磚的嚴重裂紋和剝落，因為在波動范圍內(nèi)不會引起硅磚

34、的嚴重裂紋和剝落，因為在600以上，焦?fàn)t硅磚具有良好的抗熱以上，焦?fàn)t硅磚具有良好的抗熱震性能。震性能。4、體積穩(wěn)定性；、體積穩(wěn)定性； 晶型轉(zhuǎn)化良好的硅磚中，殘存石英不大于晶型轉(zhuǎn)化良好的硅磚中，殘存石英不大于1，加熱時的膨脹集中在，加熱時的膨脹集中在600 以以前，之后膨脹顯著趨緩。在焦?fàn)t正常操作時，溫度不會降至前，之后膨脹顯著趨緩。在焦?fàn)t正常操作時，溫度不會降至600 以下，砌體的變以下，砌體的變化也不會大，可長期保持砌體的穩(wěn)定和嚴密性。化也不會大，可長期保持砌體的穩(wěn)定和嚴密性。2022-3-4焦?fàn)t硅磚的理化性能焦?fàn)t硅磚的理化性能項項 目目指指 標(biāo)標(biāo)備備 注注SiO2，94CaO，23有的不限

35、制有的不限制CaO，有的限制，有的限制Al2O3和和Fe2O3耐火度，耐火度，1690荷重軟化溫度，荷重軟化溫度，1620重?zé)€變化重?zé)€變化,1450,%0.2顯氣孔率，顯氣孔率，2225依使用部位而定依使用部位而定常溫耐壓強度，常溫耐壓強度，MPa20碳化室墻和爐底碳化室墻和爐底30MPa熱導(dǎo)率，熱導(dǎo)率，W/(mK)1.7參考指標(biāo)參考指標(biāo)2022-3-4焦?fàn)t硅磚的礦物組成焦?fàn)t硅磚的礦物組成 真密度為真密度為2.35g/cm3的硅磚，其礦物組成為：鱗石英的硅磚，其礦物組成為：鱗石英6070，方石英，方石英1525，殘存石英殘存石英35，玻璃相及其它，玻璃相及其它10。焦?fàn)t硅磚殘存石英少，鱗石

36、英多，可以減。焦?fàn)t硅磚殘存石英少，鱗石英多，可以減輕烘爐時的膨脹和在使用過程中由于殘存石英的轉(zhuǎn)化而產(chǎn)生的膨脹。輕烘爐時的膨脹和在使用過程中由于殘存石英的轉(zhuǎn)化而產(chǎn)生的膨脹。 新砌焦?fàn)t烘爐的溫度時間升溫曲線應(yīng)合理制定，尤其是在新砌焦?fàn)t烘爐的溫度時間升溫曲線應(yīng)合理制定，尤其是在600 前膨脹較前膨脹較激烈的階段應(yīng)嚴格控制。激烈的階段應(yīng)嚴格控制。2022-3-4（Refractories for hot metal mixer) 混鐵爐是煉鋼廠儲存鐵水，保持混鐵爐是煉鋼廠儲存鐵水，保持和均化鐵水溫度及其成分的熱工設(shè)和均化鐵水溫度及其成分的熱工設(shè)備，有時也用于脫出鐵水中的雜質(zhì)備，有時也用于脫出鐵水中的雜

37、質(zhì)成分?；扈F爐一般用煤氣作燃料，成分?；扈F爐一般用煤氣作燃料，操作溫度為操作溫度為15001550。該爐。該爐通常為臥式圓筒形（見圖），兩通常為臥式圓筒形（見圖），兩端呈球面狀。端呈球面狀。2022-3-4 混鐵爐爐體的厚度一般為混鐵爐爐體的厚度一般為600800mm?？繝t殼鋪上?？繝t殼鋪上1020mm厚的石棉板、耐火纖厚的石棉板、耐火纖維氈或硅鈣板，然后砌筑厚度為維氈或硅鈣板，然后砌筑厚度為113230mm的粘土質(zhì)隔熱磚或漂珠磚。的粘土質(zhì)隔熱磚或漂珠磚。 堿性混鐵爐內(nèi)襯的工作層通常用普通鎂磚砌筑，不接觸鐵水的部位則用鎂鋁磚堿性混鐵爐內(nèi)襯的工作層通常用普通鎂磚砌筑，不接觸鐵水的部位則用鎂鋁磚砌

38、筑，有些部位也允許用高鋁磚；酸性混鐵爐內(nèi)襯的工作層一般用硅磚砌筑。砌筑，有些部位也允許用高鋁磚；酸性混鐵爐內(nèi)襯的工作層一般用硅磚砌筑。 目前，在兌鐵水口處，開始采用含碳化硅的材料，有的鋼廠已在混鐵爐內(nèi)采用整體目前，在兌鐵水口處，開始采用含碳化硅的材料，有的鋼廠已在混鐵爐內(nèi)采用整體澆注工藝（預(yù)制件）。澆注工藝（預(yù)制件）。2022-3-4 煤氣燒嘴磚一般采用高鋁材質(zhì)制作，裝鐵水口的爐蓋內(nèi)襯工作層因掉磚需經(jīng)常煤氣燒嘴磚一般采用高鋁材質(zhì)制作，裝鐵水口的爐蓋內(nèi)襯工作層因掉磚需經(jīng)常維修，一般用粘土磚砌筑，改用耐火澆注料或耐火可塑料做成的整體工作層，壽命維修，一般用粘土磚砌筑，改用耐火澆注料或耐火可塑料做成

39、的整體工作層，壽命顯著提高。顯著提高。 混鐵爐內(nèi)襯經(jīng)常承受鐵水沖刷、熔渣侵蝕、溫度變化和動負荷振動等作用，較混鐵爐內(nèi)襯經(jīng)常承受鐵水沖刷、熔渣侵蝕、溫度變化和動負荷振動等作用，較易損毀。特別是渣線區(qū)、出鐵口、裝鐵水口與圓筒形本體連接處等部位跟師薄弱環(huán)易損毀。特別是渣線區(qū)、出鐵口、裝鐵水口與圓筒形本體連接處等部位跟師薄弱環(huán)節(jié)，在一個爐役中，該處內(nèi)襯需要經(jīng)常維修。如果在混鐵爐內(nèi)脫除鐵水中的雜質(zhì)，節(jié)，在一個爐役中，該處內(nèi)襯需要經(jīng)常維修。如果在混鐵爐內(nèi)脫除鐵水中的雜質(zhì)，將嚴重影響爐體內(nèi)襯的壽命。將嚴重影響爐體內(nèi)襯的壽命。2022-3-4（Refractories for hot metal pretre

40、atment） 砌筑鐵水預(yù)處理容器使用的耐火材料。鐵水預(yù)處理是鐵水在進入煉鋼爐冶煉前，砌筑鐵水預(yù)處理容器使用的耐火材料。鐵水預(yù)處理是鐵水在進入煉鋼爐冶煉前，為除去某些有害成分或回收某種有益成分的處理過程。為除去某些有害成分或回收某種有益成分的處理過程。預(yù)處理對耐火材料的損毀預(yù)處理對耐火材料的損毀 鐵水預(yù)處理技術(shù)實質(zhì)是首先在出鐵溝脫硅，然后在同一容器中進行脫硅、脫磷和脫鐵水預(yù)處理技術(shù)實質(zhì)是首先在出鐵溝脫硅，然后在同一容器中進行脫硅、脫磷和脫硫處理。鐵水預(yù)處理可分為鐵流攪拌法、機械攪拌法、氣體攪拌法，以及插入法等。硫處理。鐵水預(yù)處理可分為鐵流攪拌法、機械攪拌法、氣體攪拌法，以及插入法等。2022-

41、3-4 脫硅處理主要采用氧化鐵系處理劑；脫磷處理主要采用石灰系（脫硅處理主要采用氧化鐵系處理劑；脫磷處理主要采用石灰系（CaO-CaF2-FeO）或）或蘇打系（蘇打系（Na2O3）處理劑；）處理劑； 脫硫主要采用石灰系（脫硫主要采用石灰系（CaO-CaF2或或CaF2）處理劑。）處理劑。 這些處理劑對耐火材料具有強烈的侵蝕作用，特別是蘇打灰的主要成分為這些處理劑對耐火材料具有強烈的侵蝕作用，特別是蘇打灰的主要成分為Na2CO3，除強烈，除強烈的侵蝕耐火材料外，還能使含石墨的耐火制品受到嚴重氧化。石灰系處理劑中包的侵蝕耐火材料外，還能使含石墨的耐火制品受到嚴重氧化。石灰系處理劑中包括螢石，其中的

42、括螢石，其中的CaF2易于分解，有較強的腐蝕性，使磚中的骨料受到侵蝕。易于分解，有較強的腐蝕性，使磚中的骨料受到侵蝕。2022-3-4幾種處理劑對耐火材料侵蝕程度幾種處理劑對耐火材料侵蝕程度處理內(nèi)容處理內(nèi)容處理劑處理劑對磚的相對侵蝕程度對磚的相對侵蝕程度脫脫 磷磷Na2CO31大大侵蝕侵蝕小小CaO-CaF2-FeO2脫脫 硅硅FeO3CaO-CaF24脫脫 硫硫CaF25 鐵水預(yù)處理過程中爐渣由酸性變?yōu)閴A性，倒入鐵水時承受高溫和熱震，在運鐵水預(yù)處理過程中爐渣由酸性變?yōu)閴A性，倒入鐵水時承受高溫和熱震，在運輸和裝卸鐵水時發(fā)生沖刷和振動等，這些因素均能加劇耐火材料的損毀。因此，輸和裝卸鐵水時發(fā)生沖

43、刷和振動等，這些因素均能加劇耐火材料的損毀。因此，要求耐火材料具有較好的抗渣性能、抗沖刷和抗熱震的能力。要求耐火材料具有較好的抗渣性能、抗沖刷和抗熱震的能力。2022-3-4出鐵溝用耐火材料出鐵溝用耐火材料 鐵水通常在出鐵溝中首先脫硅，以粉狀鐵鱗作處理劑，將其噴入鐵水中，可使硅含量脫到小鐵水通常在出鐵溝中首先脫硅，以粉狀鐵鱗作處理劑，將其噴入鐵水中，可使硅含量脫到小于于0.15%，使用，使用Al2O3-SiC-C質(zhì)澆注料作出鐵溝內(nèi)襯，由于其中的質(zhì)澆注料作出鐵溝內(nèi)襯，由于其中的SiC和和C被氧化，使內(nèi)襯損毀被氧化，使內(nèi)襯損毀加劇，使用壽命不長。改用加劇，使用壽命不長。改用Al2O3-MgO質(zhì)澆注

44、料作內(nèi)襯后，延緩了爐渣滲透，鐵溝壽命有所延長。質(zhì)澆注料作內(nèi)襯后，延緩了爐渣滲透，鐵溝壽命有所延長。魚雷罐車用耐火材料魚雷罐車用耐火材料 魚雷罐車的使用已有魚雷罐車的使用已有60多年的歷史，除用作鐵水運輸工具外，上世紀(jì)多年的歷史，除用作鐵水運輸工具外，上世紀(jì)70年代以來還兼作年代以來還兼作鐵水預(yù)處理的容器，可容納鐵水鐵水預(yù)處理的容器，可容納鐵水100600t，國內(nèi)外的一些鋼廠正在用魚雷罐車來取代傳統(tǒng)的，國內(nèi)外的一些鋼廠正在用魚雷罐車來取代傳統(tǒng)的敞開式鐵水罐。敞開式鐵水罐。2022-3-42022-3-4 在魚雷罐車中用碳化鈣氧化鈣或鎂粉石灰等脫硫劑進行脫硫操作，所形成的大量在魚雷罐車中用碳化鈣氧

45、化鈣或鎂粉石灰等脫硫劑進行脫硫操作，所形成的大量堿度大于堿度大于2的高堿度渣對傳統(tǒng)的粘土磚和高鋁磚侵蝕十分嚴重。的高堿度渣對傳統(tǒng)的粘土磚和高鋁磚侵蝕十分嚴重。 目前廣泛使用的是目前廣泛使用的是Al2O3-SiC-C磚作為魚雷罐車的工作內(nèi)襯，歐洲一些鋼廠仍然在磚作為魚雷罐車的工作內(nèi)襯，歐洲一些鋼廠仍然在使用高鋁磚作為工作內(nèi)襯，同時定期對工作襯進行噴補維護使用高鋁磚作為工作內(nèi)襯，同時定期對工作襯進行噴補維護,（噴補圖），這種維護模式大（噴補圖），這種維護模式大大延長了魚雷罐內(nèi)襯的服務(wù)壽命，較傳統(tǒng)方式提高了一倍以上。大延長了魚雷罐內(nèi)襯的服務(wù)壽命，較傳統(tǒng)方式提高了一倍以上。2022-3-4鐵水罐用耐火

46、材料鐵水罐用耐火材料 一般在敞口式鐵水罐中進一般在敞口式鐵水罐中進行脫磷和脫硫。脫磷處理劑行脫磷和脫硫。脫磷處理劑為石灰、螢石和鐵鱗。為石灰、螢石和鐵鱗。80的石灰通過侵入式噴槍噴入的石灰通過侵入式噴槍噴入鐵水內(nèi)，其余的石灰螢石和鐵水內(nèi)，其余的石灰螢石和鐵鱗均從上部加入。鐵鱗均從上部加入。2022-3-4 通常采用高鋁磚或紅柱石磚砌筑此種鐵水罐，高鋁磚對通常采用高鋁磚或紅柱石磚砌筑此種鐵水罐，高鋁磚對C/S大于大于0.9的渣抗侵蝕性強，對的渣抗侵蝕性強，對C/S之比為之比為0.5的渣，兩種磚不相上下。但多因剝落而損毀。的渣，兩種磚不相上下。但多因剝落而損毀。 由于罐襯長時間與鐵水接觸，要求磚的

47、組織結(jié)構(gòu)致密、性能穩(wěn)定，并在使用過程中略由于罐襯長時間與鐵水接觸，要求磚的組織結(jié)構(gòu)致密、性能穩(wěn)定，并在使用過程中略有膨脹。因此，罐壁和罐底采用含蠟石有膨脹。因此，罐壁和罐底采用含蠟石1020的氧化鋁碳化硅碳質(zhì)磚砌筑，取的氧化鋁碳化硅碳質(zhì)磚砌筑，取得了較好效果。得了較好效果。 罐口由于受氧氣的影響和高溫的作用，要求該部位的磚具有良好的高溫性能和熱震穩(wěn)罐口由于受氧氣的影響和高溫的作用，要求該部位的磚具有良好的高溫性能和熱震穩(wěn)定性能，所以有采用含定性能，所以有采用含Cr2O3的高鋁磚砌筑。采用上述磚綜合砌筑的鐵水罐，使用的高鋁磚砌筑。采用上述磚綜合砌筑的鐵水罐，使用壽命可達到壽命可達到400余次（其

48、中脫磷處理率約占三分之一），比單一采用高鋁襯磚約提余次（其中脫磷處理率約占三分之一），比單一采用高鋁襯磚約提高高70。2022-3-4項項 目目出鐵溝用鋁出鐵溝用鋁鎂澆注料鎂澆注料鐵水罐用鋁碳化硅質(zhì)襯磚鐵水罐用鋁碳化硅質(zhì)襯磚噴槍用高鋁噴槍用高鋁澆注料澆注料12化學(xué)成分，化學(xué)成分，%MgO3Al2O394757974SiO2124SiC85C1010顯氣孔率，顯氣孔率，5.08.813.3體積密度，體積密度，g/cm33.253.003.042.71耐壓強度，耐壓強度，MPa605053抗折強度，抗折強度，MPa19118.6重?zé)€變化，重?zé)€變化，%+0.96-0.03鐵水預(yù)處理用耐火材料理化

49、指標(biāo)鐵水預(yù)處理用耐火材料理化指標(biāo)2022-3-4前前 言言(Refractories for converter) 砌筑煉鋼轉(zhuǎn)爐使用的耐火材料。轉(zhuǎn)爐是一種主要以液態(tài)為原料進行煉鋼的直立式砌筑煉鋼轉(zhuǎn)爐使用的耐火材料。轉(zhuǎn)爐是一種主要以液態(tài)為原料進行煉鋼的直立式圓筒形窯爐。根據(jù)氣體吹入爐內(nèi)的部位，分為底吹、頂吹、側(cè)吹和頂?shù)讖?fù)合吹煉轉(zhuǎn)圓筒形窯爐。根據(jù)氣體吹入爐內(nèi)的部位，分為底吹、頂吹、側(cè)吹和頂?shù)讖?fù)合吹煉轉(zhuǎn)爐。爐。2022-3-42022-3-4各部位爐襯的工作條件和所用耐火材料各部位爐襯的工作條件和所用耐火材料 由于轉(zhuǎn)爐各部位工作條件的差異和操作因素的影響，爐襯侵蝕速度極不均勻，導(dǎo)致兩由于轉(zhuǎn)爐各部位工

50、作條件的差異和操作因素的影響，爐襯侵蝕速度極不均勻，導(dǎo)致兩側(cè)耳軸、渣線、爐帽、出鋼口等部位過早損壞，其余部位雖然基本上完好，但是整個爐側(cè)耳軸、渣線、爐帽、出鋼口等部位過早損壞，其余部位雖然基本上完好，但是整個爐襯無法繼續(xù)使用。襯無法繼續(xù)使用。 根據(jù)爐襯各部位的損毀特點，選用不同等級和質(zhì)量的襯磚進行綜合砌爐，使損毀達到基本根據(jù)爐襯各部位的損毀特點，選用不同等級和質(zhì)量的襯磚進行綜合砌爐，使損毀達到基本均衡。目前轉(zhuǎn)爐使用的襯磚主要有焦油白云石磚、鎂白云石磚和鎂碳磚，我國轉(zhuǎn)爐主要使用均衡。目前轉(zhuǎn)爐使用的襯磚主要有焦油白云石磚、鎂白云石磚和鎂碳磚，我國轉(zhuǎn)爐主要使用鎂碳磚作為爐襯材料。鎂碳磚作為爐襯材料。

51、2022-3-4鎂碳磚的使用情況及對材質(zhì)的要求鎂碳磚的使用情況及對材質(zhì)的要求 在冶煉過程中，因轉(zhuǎn)爐各部位的使用條件和損毀情況各不相同。為達到均衡在冶煉過程中，因轉(zhuǎn)爐各部位的使用條件和損毀情況各不相同。為達到均衡蝕損，對于不同使用條件的轉(zhuǎn)爐各部位，所選用的鎂碳磚的牌號及質(zhì)量也不同。蝕損，對于不同使用條件的轉(zhuǎn)爐各部位，所選用的鎂碳磚的牌號及質(zhì)量也不同。 爐口、爐帽部位溫度變化劇烈，受渣蝕較嚴重，應(yīng)選用抗熱震性強的鎂碳磚。耳軸兩側(cè)除爐口、爐帽部位溫度變化劇烈，受渣蝕較嚴重，應(yīng)選用抗熱震性強的鎂碳磚。耳軸兩側(cè)除受吹煉時損毀作用外，表面無保護渣層覆蓋，不易修補，磚中碳易氧化。應(yīng)砌筑抗渣性優(yōu)良、受吹煉時損

52、毀作用外，表面無保護渣層覆蓋，不易修補，磚中碳易氧化。應(yīng)砌筑抗渣性優(yōu)良、抗氧化性能好的優(yōu)質(zhì)鎂碳磚?？寡趸阅芎玫膬?yōu)質(zhì)鎂碳磚。2022-3-4 渣線部位與熔渣長期接觸，受渣蝕嚴重，需要砌筑具有優(yōu)良抗渣性的鎂碳磚。渣線部位與熔渣長期接觸，受渣蝕嚴重，需要砌筑具有優(yōu)良抗渣性的鎂碳磚。 裝料側(cè)，吹氧時爐渣和鋼水及裝入廢鋼和鐵水的直接撞擊和沖蝕。應(yīng)選用具有抗渣性強、裝料側(cè)，吹氧時爐渣和鋼水及裝入廢鋼和鐵水的直接撞擊和沖蝕。應(yīng)選用具有抗渣性強、高溫強度高、抗熱震性好的鎂碳磚。高溫強度高、抗熱震性好的鎂碳磚。 爐缸、爐底與其它部位相比侵蝕較輕，可選用普通鎂碳磚，采用頂?shù)讖?fù)合吹煉技術(shù)時，尤其是底爐缸、爐底與其

53、它部位相比侵蝕較輕，可選用普通鎂碳磚，采用頂?shù)讖?fù)合吹煉技術(shù)時，尤其是底吹吹CO2、O2等氣體時，損毀更為嚴重。應(yīng)選用抗氧化性好、抗熱震性好、高溫強度等氣體時，損毀更為嚴重。應(yīng)選用抗氧化性好、抗熱震性好、高溫強度高、抗渣性強的高級鎂碳磚。高、抗渣性強的高級鎂碳磚。 依轉(zhuǎn)爐使用不同部位，選用相應(yīng)性能的鎂碳磚是提高轉(zhuǎn)爐技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)的有效方法。依轉(zhuǎn)爐使用不同部位，選用相應(yīng)性能的鎂碳磚是提高轉(zhuǎn)爐技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)的有效方法。2022-3-4出鋼口磚出鋼口磚 出鋼口受鋼水沖擊、爐渣侵蝕、空氣和爐渣的氧化作用及溫度劇烈變化等綜合因素的影出鋼口受鋼水沖擊、爐渣侵蝕、空氣和爐渣的氧化作用及溫度劇烈變化等綜合因素的影響

54、而損毀嚴重。提高出鋼口質(zhì)量的途徑是采用優(yōu)質(zhì)原料并添加特殊抗氧化劑的鎂碳磚，并響而損毀嚴重。提高出鋼口質(zhì)量的途徑是采用優(yōu)質(zhì)原料并添加特殊抗氧化劑的鎂碳磚，并采用等靜壓成型以增加制品的致密度與均勻度。采用等靜壓成型以增加制品的致密度與均勻度。2022-3-4供氣元件供氣元件 也稱透氣磚，設(shè)在爐底。目的是使惰性氣體（氬氣、氮氣）均與地從爐底通入熔池。也稱透氣磚，設(shè)在爐底。目的是使惰性氣體（氬氣、氮氣）均與地從爐底通入熔池。它是頂?shù)讖?fù)合吹煉轉(zhuǎn)爐地關(guān)鍵制品。它是頂?shù)讖?fù)合吹煉轉(zhuǎn)爐地關(guān)鍵制品。 透氣磚分為彌散型、夾縫型及直通孔型等，有的采用上述三種的復(fù)合型結(jié)構(gòu)。目透氣磚分為彌散型、夾縫型及直通孔型等，有的采

55、用上述三種的復(fù)合型結(jié)構(gòu)。目前轉(zhuǎn)爐一般使用直通孔型的透氣磚為多。前轉(zhuǎn)爐一般使用直通孔型的透氣磚為多。2022-3-4 復(fù)合吹煉過程中，供氣元件承受鋼水和爐渣的化學(xué)侵蝕和強烈攪拌作用，頻復(fù)合吹煉過程中，供氣元件承受鋼水和爐渣的化學(xué)侵蝕和強烈攪拌作用，頻繁的溫度聚變，以及供氣的氧化作用，其工作條件及其苛刻，要求透氣磚具有耐繁的溫度聚變，以及供氣的氧化作用，其工作條件及其苛刻，要求透氣磚具有耐高溫、耐侵蝕、抗沖刷、抗剝落和抗氧化性強的能力。高溫、耐侵蝕、抗沖刷、抗剝落和抗氧化性強的能力。 從冶煉的角度，要求透氣磚能通過所需容量的氣體，產(chǎn)生的氣泡細小且分布均與，使用安從冶煉的角度，要求透氣磚能通過所需容

56、量的氣體，產(chǎn)生的氣泡細小且分布均與，使用安全可靠，其壽命要求與爐齡同步或基本同步。全可靠，其壽命要求與爐齡同步或基本同步。 制作透氣磚時，可選用鎂質(zhì)及鎂碳質(zhì)原料，內(nèi)鑲一定數(shù)量的不銹鋼管，用等靜制作透氣磚時，可選用鎂質(zhì)及鎂碳質(zhì)原料，內(nèi)鑲一定數(shù)量的不銹鋼管，用等靜壓成型，其外形可制成圓形或方形，其理化性能舉例如下：壓成型，其外形可制成圓形或方形，其理化性能舉例如下： 體積密度體積密度2.9g/cm3，顯氣孔率，顯氣孔率0.6%，耐壓強度為，耐壓強度為40MPa，高溫抗折強度，高溫抗折強度11MPa，MgO74，C172022-3-4300300噸轉(zhuǎn)爐各部位用鎂碳磚的性能噸轉(zhuǎn)爐各部位用鎂碳磚的性能使

57、用使用部位部位化學(xué)成分，化學(xué)成分，氣孔氣孔率率體密體密g/cm3耐壓耐壓MPa高溫抗高溫抗折折MPaMgO固定碳固定碳爐口爐口78.114.12.42.9642.512爐帽爐帽73.118.51.892.9541.812磚料側(cè)磚料側(cè)76.118.11.782.964214爐身爐身71.618.91.82.9640.112耳軸耳軸75.219.71.82.9641.615風(fēng)口風(fēng)口周圍周圍75.319.62.242.9541.817爐底爐底74.617.61.862.9541.3122022-3-4爐襯的維護爐襯的維護 在轉(zhuǎn)爐的正常冶煉過程中，爐襯的某些部位必須實行熱態(tài)修補，否則會因該在轉(zhuǎn)爐的正常

58、冶煉過程中，爐襯的某些部位必須實行熱態(tài)修補，否則會因該部位的過早損壞而被迫停爐。通常的熱補方法有：投補，貼補和噴補。部位的過早損壞而被迫停爐。通常的熱補方法有：投補，貼補和噴補。爐襯損毀的原因爐襯損毀的原因1）爐渣及鋼水在高溫下的化學(xué)侵蝕；）爐渣及鋼水在高溫下的化學(xué)侵蝕；2）爐內(nèi)溫度變化以及局部過熱導(dǎo)致爐襯脹縮不一致，產(chǎn)生應(yīng)力，發(fā)生剝落現(xiàn)象；）爐內(nèi)溫度變化以及局部過熱導(dǎo)致爐襯脹縮不一致，產(chǎn)生應(yīng)力，發(fā)生剝落現(xiàn)象；3）因加入廢鋼及熔池攪拌引起機械磨損，加上由于爐渣及鋼水的化學(xué)侵蝕使?fàn)t襯強）因加入廢鋼及熔池攪拌引起機械磨損，加上由于爐渣及鋼水的化學(xué)侵蝕使?fàn)t襯強度降低而加劇磨損；度降低而加劇磨損；4）

59、對鎂碳磚而言，由于氧化性爐渣，高溫氧化氣氛及）對鎂碳磚而言，由于氧化性爐渣，高溫氧化氣氛及MgO在高溫下氣化等因素的影在高溫下氣化等因素的影響，使鎂碳磚嚴重脫碳，是損毀的重要原因。響，使鎂碳磚嚴重脫碳，是損毀的重要原因。2022-3-4 爐襯損毀的程度與冶煉鋼種、操作及維護情況有關(guān)。總的來說，渣線附近及爐襯損毀的程度與冶煉鋼種、操作及維護情況有關(guān)。總的來說，渣線附近及出鋼口的下部損毀劇烈，頂?shù)讖?fù)合吹煉條件下由于鋼水劇烈攪動，熔池損毀也出鋼口的下部損毀劇烈，頂?shù)讖?fù)合吹煉條件下由于鋼水劇烈攪動，熔池損毀也較嚴重。較嚴重。 使用結(jié)果表明：工作面的基質(zhì)成分與熔渣反應(yīng)，形成了熔化層，接著為脫碳層，再往使

60、用結(jié)果表明：工作面的基質(zhì)成分與熔渣反應(yīng)，形成了熔化層，接著為脫碳層，再往內(nèi)為原磚層。內(nèi)為原磚層。2022-3-4 焦油結(jié)合的白云石磚的熔化層中形成焦油結(jié)合的白云石磚的熔化層中形成C2F、MF等低熔點相。使磚發(fā)生連續(xù)性熔損，等低熔點相。使磚發(fā)生連續(xù)性熔損，其損毀速度取決于脫碳層形成的快慢。其損毀速度取決于脫碳層形成的快慢。 鎂白云石磚含有適量的鎂白云石磚含有適量的MgO和和CaO，其損毀狀況以熔損為主，較少發(fā)生結(jié)構(gòu)剝落。，其損毀狀況以熔損為主，較少發(fā)生結(jié)構(gòu)剝落。 鎂碳磚的損毀主要是熔渣中的鎂碳磚的損毀主要是熔渣中的FeO和空氣中的氧使石墨氧化，襯磚熱面的碳部分逸和空氣中的氧使石墨氧化，襯磚熱面的