安全型爐底爐缸結(jié)構(gòu)思路及在高爐上的應用

安全型爐底爐缸結(jié)構(gòu)思路及在高爐上的應用河南五耐集團實業(yè)有限公司2013年5月前言從上世紀50年代以后，隨著一些新材料、新技術(shù)、新裝備在高爐上的應用，高爐壽命得到了較大的提高，影響高爐壽命的薄弱環(huán)節(jié)也在發(fā)生著轉(zhuǎn)變。目前，影響高爐壽命的關(guān)鍵區(qū)域在高爐的下部，據(jù)不完全統(tǒng)計，國內(nèi)在近幾年就有50多座大型高爐發(fā)生了燒穿事故，國外也有10余座高爐發(fā)生了燒穿事故，而且不少發(fā)生在爐役初期，有的甚至開爐不到一年，事故的不可預知性更埋下了生產(chǎn)中的安全隱患，也為企業(yè)帶來了巨大的經(jīng)濟損失。國內(nèi)外高爐磚襯發(fā)展高鋁磚粘土磚炭磚19世紀中期20世紀末炭磚+陶瓷杯炭磚高鋁磚粘土磚炭磚20世紀中期20世紀末炭磚+陶瓷杯炭磚前言高爐下部實現(xiàn)長壽的條件高導熱材料（如炭磚）

設(shè)計結(jié)構(gòu)

高強度的冷卻系統(tǒng)

砌筑質(zhì)量、操作和使用環(huán)境

陶瓷杯材料輔助前言炭磚在高爐下部的侵蝕機理

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傳統(tǒng)導熱材料存在的問題及改進方法1

傳統(tǒng)導熱材料存在的問題及改進方法炭磚的優(yōu)點：有較好的導熱性，靠炭磚的高導熱性能降低工作面的溫度在工作面形成保護層，這種保護層對高爐內(nèi)襯將起到保護作用延長高爐壽命。安全隱患：在異常情況下形不成保護層或保護層的脫落都將使炭磚直接接觸鐵水，在這種情況下炭磚的抗鐵溶蝕性就成為爐缸長壽的一個重要條件。在漏水時對炭磚的氧化也將使炭磚失去強度和抗侵蝕性。

炭磚的高導熱性是其能夠在高爐應用的主要因素，但炭磚的抗鐵溶蝕性、抗氧化性是制約高爐安全生產(chǎn)的重大隱患。1

傳統(tǒng)導熱材料存在的問題及改進方法改善思路：

在保持材料高導熱性的同時具備陶瓷杯材料的抗鐵溶蝕性和抗氧化性，是解決炭磚安全隱患的重要措施。

根據(jù)以上思路，我們在微孔剛玉磚中引入炭進行了試驗，得到一種既具有炭磚的高導熱性又具有微孔剛玉磚的較好的抗鐵溶蝕性、抗氧化性和高強度的材料。因其同時具有陶瓷結(jié)合和碳結(jié)合，我們把這種材料叫做碳復合磚。1

傳統(tǒng)導熱材料存在的問題及改進方法1

傳統(tǒng)導熱材料存在的問題及改進方法碳復合磚試驗前試驗后炭磚抗鐵水侵蝕1

傳統(tǒng)導熱材料存在的問題及改進方法碳復合磚炭磚試驗前試驗后抗氧化試驗1

傳統(tǒng)導熱材料存在的問題及改進方法碳復合磚和炭磚試樣抗氧化試驗后斷面比較碳復合磚炭磚3次試驗后1

傳統(tǒng)導熱材料存在的問題及改進方法爐底陶瓷墊與周圍炭磚間的搗料層是一個薄弱環(huán)節(jié)，在搗料層侵蝕掉之后，鐵水就會鉆到陶瓷墊下方而使陶瓷墊漂浮。傳統(tǒng)陶瓷杯與炭磚的熱膨脹存在很大的差異，極易造成風口上翹、爐殼開裂等現(xiàn)象。陶瓷杯在侵蝕殆盡時，可能在局部突然坍塌又不能快速開成保護層而使炭磚失去保護直接暴露在鐵水中，加速炭磚的溶蝕；2傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)問題分析炭磚+陶瓷杯結(jié)構(gòu)安全長壽爐底爐缸方案3安全長壽爐底爐缸技術(shù)方案由于碳復合磚具有較好的導熱性，同時既有陶瓷結(jié)合又有碳結(jié)合，因此極易在工作面形成保護層。保護層的存在是形成永久型爐底爐缸結(jié)構(gòu)的重要條件；爐底是滿鋪結(jié)構(gòu)，沒有了傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)中陶瓷墊與炭磚間的夾層，消除了一個爐底漂浮的危險因素。-碳復合磚的導熱系數(shù)從冷面到熱面呈降低的趨勢，這一趨勢符合爐底爐缸設(shè)計原則；-碳復合磚熱膨脹系數(shù)遠比陶瓷杯材料低，可以避免風口上翹、爐殼開裂的現(xiàn)象；3安全長壽爐底爐缸技術(shù)方案通才2BF410m3高爐下部設(shè)計方案4

安全長壽爐底爐缸應用實例4

安全長壽爐底爐缸應用實例通才2#爐5年多碳復合爐底爐缸結(jié)構(gòu)通才同級別高爐2年半炭磚+復合棕剛玉陶瓷杯結(jié)構(gòu)4

安全長壽爐底爐缸應用實例通才2#爐5年多碳復合爐底爐缸結(jié)構(gòu)通才同級別高爐2年半炭磚+復合棕剛玉陶瓷杯結(jié)構(gòu)4

安全長壽爐底爐缸應用實例4

安全長壽爐底爐缸應用實例高爐爐底爐缸材料應提倡微孔化結(jié)構(gòu)，材料的微孔化有利于抵抗渣、鐵、堿蒸汽的滲透侵蝕。采用碳復合磚作為爐底爐缸材料代替炭磚，徹底解決了炭磚的抗鐵溶蝕性差、抗氧化性差和不耐沖刷的問題，可以在相同條件下大大提高爐底爐缸的安全性，減小或消除象腳狀侵蝕現(xiàn)象，顯著延長高爐壽命。新的設(shè)計結(jié)構(gòu)消除了傳統(tǒng)方案中夾層的問題，使爐缸形成一個整體，有利于結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，爐底滿鋪