高炉用耐火材料的要求与发展

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1、论文题目：高炉用耐火材料的要求及其发展学生姓名：王浩学号：201002663214指导教师：陈敏专业：冶金技术年级：10级高炉用耐火材料的要求及其发展大家都知道，耐火材料是用作高温窑、炉等热工设备，以及高温容器和部件的无机非金属材料，耐火度不低于1580℃，并在高温下能承受相应的物理化学变化及机械作用。耐火材料的耐火度也是极高的，普通耐火制品的耐火度为1580~1770℃，高级耐火制品的耐火度为1770~2000℃，特级耐火制品的耐火度为2000℃。耐火材料在钢铁冶炼取得了很大的发展和技术进步。而耐火材料是指耐火温度不低于1580℃的无机非金属材料。它包括

2、天然矿石按照一定的目的要求经过一定的工艺制程的各种制品。它具有一定的高温力学性能，良好的体积稳定性。而高炉是炼铁主要设备，它具有蝉联大，生产效率高和成本低的优点，这也是其他炼铁方法所无法比拟的。随着世界各国钢铁业的进步，高炉朝着大型化，高效化和长寿化发展，逐步采用富氧喷煤，高风温操作，高压炉顶等新的冶炼技术。高炉的衬条工作条件也发生了重大的变化，使其寿命降低很多，一般只有5~6年。特别是高炉的腰身及下部，炉腹部位，使其寿命更短，为适应这一发展，高炉耐火材料也有了很大的变化，长寿命新型，高温耐火材料逐渐被应用，高炉的寿命也逐提高。一．炉衬用耐火材料根据高炉炉

3、衬的操作条件的特征，要求耐火材具有：（1）良好的高温使用性能，在长期高温下热稳定性好。（2）常温和高温下的强度要高，耐磨性要好。（3）致密度高，导热性好，显气孔率低，高温收缩小。（4）能抵制高温，高温下的铁水，熔渣，高炉煤气和炉尘的剧烈冲刷和侵蚀（5）耐火砖外形尺寸准确，能确保砖缝达到规定的要求。目前，高炉耐火材料的品种很多，炉身一般采用性能优异的粘土砖或高铝砖，炉身下不，炉腰及炉腹则用碳制制品，碳化硅砖，刚玉等特种耐火材料。特别是最近发展起来的碳化硅砖，在高路上的应用获得了很大的成功。二.炉喉和炉顶用耐火材料炉喉主要起保护衬，合理布料的作用。炉喉正常工作

4、时，温度为400-500℃，这一区域主要保护受炉料直接冲击和摩擦作用，但没气流的冲刷相对较轻，因此，炉喉一般采用水冷或无水冷钢砖，水冷钢砖与炉壳之间的填充浇注料。而炉顶及煤气风罩，一般都采用金属锚固件加耐磨的耐火涂料。三．炉身用耐火材料炉身是高炉的重要组成部分，起着炉料的加热，还原和糟渣作用。自始至终承受着煤气气流的冲刷与物料的冲击。而自身的上部温度和中部温度较低(400-800℃),无炉渣形成和渣蚀危害。这部位主要承受炉料冲击，炉尘上升的磨损或热冲击或者受到碱，锌等的侵入和碳的沉积而遭受破坏。所以该部位主要采用低气孔率的的优质粘土砖及高铝砖。特别是在耐火

5、制品品种增加和质量提高的情况下，高炉炉衬寿命大为延长。四．炉腰用耐火材料炉腰起着上升没气流的缓冲作用。炉料在这里已部分还原造渣，涂料的透气性变差，同时渣蚀严重。另外，炉腰部位的温度高（1400-1600℃）,高温辐射侵蚀严重，碱的侵蚀也比较严重；含尘的炽热炉气上升，对炉衬产生较强的冲刷作用；焦炭等物料产生摩擦；热风通过这是因其温度急剧变化作用。上述诸多因素的共同作用，是这个部位的耐火材料损坏严重。因此，炉腰部位一般选择抗渣侵蚀强，耐冲刷的耐火材料。五．赋用耐火材料炉腹连接炉缸和炉腰。这一区域温度更高，其下部炉料温度大约在1600-1650℃，气流温度也很高

6、，并形成大量的中间渣开始滴落。该部位所受的热辐射，熔渣侵蚀都很严重。另外，碱金属的侵入，谈的沉淀而引起的化学作用，由上而下的熔体和右下面上的炽热气流的冲刷作用也很加剧。所以，炉腹部位历来都是高炉寿命最短的关键环节。因此，该区域的材料应该有很高的抗腐蚀性，抗冲刷能力，同时还要兼有一定的抗热震能力。因此，现代大中型高炉在此部位都采用这类耐火材料比较普遍。烧成铝碳砖及烧成微孔铝碳砖也具有很好的抗压，抗折，抗侵蚀，抗冲刷能力。导热性好，而且容易挂渣，最重要的是抗热震能力强，价格也比较便宜。六．炉缸，底耐火材料炉缸是承装铁水和熔渣的地方，并燃烧焦炭产生大量煤气，为高

7、炉还原制造初始条件。炉缸部位特别是风口区是高炉内温度最高的区域，其温度在1700-2000℃，炉底文帝一般在1450-1500℃。炉缸内衬出生受高温作用外，还主要受到渣铁的化学侵蚀与冲刷，炉底主要以铁水的深入侵蚀为主。炉缸是高炉的重要部位。该部位内衬破损的主要原因：（1）渣、铁水的侵蚀；（2）碱金属的侵蚀；（3）高温煤气流的冲刷；（4）热应力的破坏；（5）二氧化碳、氧气、水的氧化、侵蚀等。这一部位内衬破损是多种因素综合作用的结果，既有化学的、热力的，也有机械的作用。所以，炉缸用耐火材料的性能应满足如下要求：（1）耐高温性，铁水温度1500℃左右，炉渣温度更

8、高：（2）耐侵蚀性，如高温炉渣的侵蚀，特别是渣中碱金属及氧化物时侵