中小型高炉用耐火材料要求及热冲击介绍

发布时间：2020/10/17 16:48:58

一般中小型高炉出铁口用的炮泥等耐火材料，主要是采用粘土熟料颗粒、焦粉和沥青混练而成的；而大、中型高炉用的炮泥一般都是用高铝质材料，并添加碳化硅和炭料等附加物质以便稳定出铁口的深度。中小型高炉一般设置1个出铁口和2～3个出渣口，大中型高炉则有2～4个出铁口和1～3个出渣口。当铁矿石的品位较高时，渣量相应减少，大型高炉可不另设出渣口。随着高炉日趋大型化，出铁次数的频繁，导致出铁口负担过重，每个出铁口日出铁量有时高达3000t左右，因此，出铁口的工作条件极其苛刻。堵出铁口用的耐火材料是采用泥炮挤入的，因此也叫炮泥。这种耐火材料应具有足够高的耐火度，并要具备下列性能：（1）可塑性和粘结性要好，容易挤进并填满空隙和裂纹。（2）气孔率适宜，便于干燥时排出水分。（3）高温体积收缩小，以免产生裂纹。（4）烧结性能好，强度好，耐冲刷和耐侵蚀。（5）容易打开，保证铁水和熔渣能匀速流出。

中小型高炉用出铁沟浇注料的性能

在中、小型高炉出铁沟上，一般采用传统的铁沟料捣制较多，也有用Al2O3 - SiC - C质捣打料的。Al2O3 

-SiC-C质捣打料的主体材料为电熔棕刚玉和高品质高铝矾土熟料等，使用寿命比传统沟料的提高较多，但施工劳动强度大。因此，在中、小型高炉出铁沟和出渣沟上，正广泛推广铁沟耐火浇注料。

中型高炉出铁沟用的耐火浇注料，其主体材料为电熔棕刚玉和高品质高铝矾土熟料，并掺加超微粉、结合剂及外加剂等。

小型高炉出铁沟用的超低水泥耐火浇注料，其主体材料为高品质高铝矾土熟料或黏土熟料。为了提高抗渣性，在基质料中掺加电熔棕刚玉粉或氧化铝粉。耐火骨料大粒径为10mm，一般用量为68% ~70%;耐火粉料用量为5% ~12%，且不得用黏土熟料作耐火粉料;SiC用量一般为5% ~15%，碳的用量为2%~5%;活性SiO2或a - Al2O3超微粉用量为4%~ 6%;软质黏土用量为3%~ 5%;铝酸盐水泥用量为1% ~ 3%;高效分散剂用量一般为0.2% ~0.4%，水用量为5% ~7%。同时，应掺加快干剂和中温增强剂，以利于快速烘烤沟衬和提高其使用寿命。

小型高炉用出铁口浇注料的化学成分与大、中型高炉出铁沟浇注料的基本相似，由于主体材料品级和质量上的差异，其性能明显下降。即或如此，该类浇注料也能满足小型高炉出铁沟的需要，并且施工方便，价格低廉，能延长其寿命。

高热流强度及热冲击对高炉耐火材料的损毁

高炉经受着高温和多变的热流冲击。由于在炉腹、炉腰和炉身下部是软熔带根部和焦窗所在区域，软熔带气流分布的随机变化会引起炉腰和炉身下部相应的温度变化。

根据比利时SIDMAR-B高炉的生产实测，冷却壁温度一般为100℃左右，高在800℃以上，内外温差高达500℃以上，温度波动高达400℃以上，大幅温度波动和温度梯度需然产生很大的应力，使金属疲劳产生裂纹，进而导致壁体局部剥落烧毁。

国内某高炉在生产过程中炉身热负荷的波动和炉身下部内衬温度的实测。实际测量发现，峰值热流强度与设计的值相差很大，而且操作条件不同。峰值的差值也会很大。在使用100%的烧结矿时，此处温度变化的幅度可达到50℃/miii。而在使用50%的烧结矿和50%球团矿时可高达150℃/min。高利用系数和高喷煤量使热震的波动幅度增加，温度的波动将引起耐火材料的严重剥落。在这些温度变化敏感区域，耐火材料材的抗热震性能则尤其重要。

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