高炉及熔融还原炼铁用耐火材料厦门论文终稿Word格式.docx

1、16常温耐压强度，MPa 150120抗折强度， MPa常温4216（110,24h）10 （1300,3h）（抗折粘结强度，MPa）121400,0.5h45荷重软化温度， （0.2MPa,0.6%）1700抗热震性，次 （1100，水冷）30应用高炉炉身下部、炉腰、炉腹砌筑Si3N4结合及Sialon结合SiC砖陶瓷杯及炉腰、炉腹除了SiC制品外，国内利用矾土资源和石墨资源丰富的优势开发了烧成和不烧高炉铝炭砖，该砖的性能与Si3N4结合砖相近，完全可以满足炉身下部内衬的要求，已在国内中型高炉上推广应用。另外，一些钢铁公司如柳钢等还在高炉炉身采用由炉壳、冷却系统和浇注料预制块组成的水冷模块系

2、统取代传统的插入式水箱和砖衬系统，所用炉身水冷浇注料预制块的组成为：Al2O3 57.6%，CaO 1.06%,Fe2O3 1.47%。1.3 炉缸和炉底用耐火材料 传统炉缸用耐火材料为炭素材料。新型耐火材料有焙烧炭砖、热压炭砖、微孔炭砖、超微孔炭砖、复合砖、半石墨化自焙炭块等。普通炭砖气孔径为，微孔炭砖为0.5,超微孔炭砖为0.02。微孔和超微孔炭砖的机械强度、抗铁水渗透以及高温性能都高于普通炭砖。这一类的耐火材料国内也有生产，但性能指标，尤其是微孔尺寸达不到国外产品的水平。 “陶瓷杯”技术逐步在高炉上推广应用，采用自焙炭块、刚玉莫来石砖、刚玉砖等构成“陶瓷杯”，可提高出铁温度约，减少铁水渗

3、透，防止炭砖脆化，高炉寿命得到显著提高。陶瓷杯用砖仍然以法国SAVOIE公司的产品为主，国产的刚玉莫来石砖、复合棕刚玉砖、微孔刚玉砖、塑性相结合刚玉砖质量与进口产品不相上下，都已在高炉上得到了应用。武钢准备建设的6#高炉（3200m3）的设计中也采用了陶瓷杯结构。武钢5#高炉炉缸采用微孔炭砖，炉底用半石墨炭砖，预计寿命可达到15年。鞍钢新1#高炉采用水冷碳砖薄炉底、炉缸结构，引进1层日本NDK微孔碳砖和炉缸环壁微孔碳砖，其平均孔径0.2 m，热导率14W（mK）-1，国内配套1层石墨碳砖，3层半石墨碳砖，并配合法国陶瓷杯以及复合棕刚玉为材质的盖面砖、风口大块组合砖。另外，首钢、本钢等大型高炉先

4、后引进美国公司的热压炭砖，取得了令人满意的效果。高炉风口以前使用粘土砖或硅线石砖,因考虑到抗碱性,已改用SiC砖、复合棕刚玉组合砖或Sialon结合的刚玉制品。就SiC砖的抗碱性而言, Si3N4 结合的SiC砖比硅酸盐结合的SiC砖好。出铁口处使用Al2O3-SiC-C砖越来越普遍。鞍钢新1#高炉风口采用复合棕刚玉大块组合砖，铁口采用莫来石棕刚玉异型组合大块砖。宝钢和鞍钢高炉内衬用耐火材料分别列于表2和表3。表2宝钢高炉内衬耐火材料的配置部位1#高炉（一代）1#高炉（二代）2#高炉3#高炉炉底石墨SiC砖普通炭砖普通炭砖，微孔炭砖陶瓷杯底高导热性炭砖石墨化炭砖D级普通炭砖炉缸侧壁微孔炭砖，普

5、通炭砖陶瓷杯壁微孔炭砖热压小块炭砖NMD铁口区硅线石砖大块超微孔炭砖ASC砖风口区刚玉浇注料自结合SiC砖Sialon结合刚玉砖嵌铸Al2O3结合SiC砖，冷却壁Si3N4结合SiC砖炉腰Sialon结合SiC砖嵌铸Si3N4结合SiC砖，冷却壁炉身下部炉身中部刚玉砖，粘土砖Si3N4结合SiC砖嵌铸堇青石结合硅线石砖，冷却壁炉身上部致密粘土砖炉喉钢砖下部水冷板冷却系统冷却板冷却壁表3鞍钢高炉用耐火砖的理化指标 名 称半石墨碳-碳化硅砖微孔铝碳砖氮化硅结合碳化硅砖焙烧碳块半石墨质焙烧碳块微孔焙烧碳块刚玉-莫来石砖化学组成/%固定碳灰分SiCAl2O3Fe2O3TFe4011（C）98781.0

6、20195070650.6820.70.51.522（Si3N4）0.5（TiO2）体积密度（gcm-3）1.902.802.651.553.10显气孔率/%1514162517耐压强度/MPa6014025100抗折强度/MPa9618荷重软化开始温度/168017001.4 高炉内衬的维护技术为了延长高炉寿命，目前对高炉炉衬的修补越来越普遍,具体方法有：1）半干法喷补炉衬；2） 用湿式喷射料喷补；3）压入修补：当高炉壁发红时，在该处打孔，用挤压机把压入料压入到发红的炉衬处，压入料到被压入内衬后，固化或硬化而造衬，使该处的炉衬变厚，该技术在国外已成为高炉长寿化的重要措施之一。国内高炉用喷补料

7、的研究较多，开发的喷补料可以满足使用要求，但遥控喷补设备主要还依靠进口。宝钢选用低铁致密、热震稳定性好及耐侵蚀性好的合成熟料生产喷补料在宝钢#高炉上喷补后可使其超期限12年，回弹率降低至以下。高炉压入料大致分为热硬性压入料、水硬性压入料、气硬性和化学性压入料，并根据炉子的类型、温度条件来选定各种压入材料。国内有多家单位研制开发了高炉内衬压入料。由洛耐院研制的非水系压入料的理化指标为：Al2O3 60，体积密度2.2g/cm3（110,24h），抗折强度8 MPa（110，24h）、4 MPa （1200，0.5h），耐火度1760 ，线变化率（1200,3h） 0.6%。硬质压入料在宝钢1#高

8、炉上应用，取得了一定的效果，今后应进一步提高压入料性能，降低成本。部分压入料、喷补料和湿式喷射浇注料的性能见表4。表4 压入料、喷补料和湿式喷射浇注料的性能材质铝碳化硅喷补料粘土质喷补料高铝质湿式喷射浇注料铝碳压入料加水量/101212155.56.54330SiO21.610CaO501.51.8872351717（1400,3h）体积密度/gcm-33.002.852.802.6（110,24h）2.6（1400,3h）2.4（110,24h）2.38（1400,3h）56.377.144.610（110,24h）30（1400,3h）17501790荷重软化点（T2）/1450热震稳定性

9、/次鞍钢100 t铁水包工作衬主要使用粘土砖和蜡石砖砌筑，使用寿命一般在400500次左右，现使用Al2O3-SiO2-C质铁水包整体浇注技术及采用Al2O3-SiO2-C砖砌筑包衬，包衬寿命提高。鞍钢铁水包用浇注料的理化性能指标见表9。混铁车过去使用致密粘土砖、莫来石砖、镁砖和镁铝砖等，在混铁车内进行铁水预处理后，已不能满足生产的需要，而使用Al2O3-SiC-C砖有很好的使用效果。宝钢混铁车内衬各部位所用的Al2O3-SiC-C砖的性能指标见表10。另外，还开发出了整体浇注混铁车内衬技术，材质为Al2O3-SiC-C质，该整体内衬施工技术操作方便，已在多家钢厂的混铁炉上推广应用，能够显著降

10、低耐火材料成本。如莱芜钢铁公司就采用了整体浇注技术,整体浇注内衬由保温层和工作层组成，所采用的材料的理化性能见表11和表12。Al2O3-SiC-C材料已使用多年了，针对今后越来越苛刻的操作条件，应以材质、结构方面研究开发为重点，生产出更优良的Al2O3-SiC-C砖。表9 铁水包用浇注料理化性能指标项 目TB-1TB-2TB-3TB-4w，%Al2O3 SiO2+C F.C SiO2 12453510808110 24 h1000 3 h1450 3 h2.352.402.452.702.602.901000 3 h35抗折强度，MPa48表10宝钢混铁车内衬各部位所用的Al2O3-SiC-

11、C砖的性能指标铁水部炉顶部渣线部5311527585耐压强度， MPa 40表11工作层所采用的浇注料的理化性能指标炉底料熔池料炉顶料化学组成，%Al2O3 SiC -体积密度，g/cm3 16h 26028024013503h 2502303503007006006050807016h00.13h表12保温层所采用材料的理化性能指标类别Al2O3 ，% 热导率, W/（m.K）（700 ）轻质浇注料0.51.0硅酸铝纤维毡0.22轻质高铝砖0.84.03热风炉用耐火材料目前，我国绝大部分热风炉高温部位使用的耐火材料仍然是高铝砖。我国除开发应用了热风炉用高抗蠕变高铝砖、硅砖外，还使用有硅线石砖

12、、烧结莫来石砖、红柱石砖、粘土砖等，部分优质高铝砖、低蠕变硅砖等的各项理化性能已达到了日本等先进国家的水平，并且有中国耐火原料的特色，同时还开发有各种不定形材料。硅砖广泛地用在热风炉的拱顶、连络管、燃烧室和蓄热室上部高温区，格子砖上部高温区。砌有硅砖的热风炉在炉顶温度1400时的使用效果较好。洛阳耐火材料研究院和某厂共同研制生产的高铝砖性能指标见表13。该砖的各项理化性能达到国外先进水平。在宝钢、武钢等大型高炉热风炉中上部使用效果良好。表13热风炉用低蠕变高铝砖的性能化学成分, %气孔率,%体积密度,g/cm3耐压强度,MPa荷软,蠕变率, %温度,050h2050h70.321.322.56121.5159013000.3490.08574.340.712.8712315600.4340.186宝钢#高炉有座新日铁式外燃式热风炉，热风主、支管及蓄热室使用刚玉莫来石砖，燃烧室、热风主管使用粘土砖，蓄热室燃烧室上部使用SiC质浇注料，蓄热室下部格子砖使用高铝砖，其它一些部位还使用了高铝质隔热砖、硅质轻质砖，堇青石砖及隔热浇注料等。武钢新3#高炉热风