耐火材料工艺学绪论 讲解.ppt

* 材料科学与工程学院 * 　　　炉身非工作层采用粘土质隔热砖砌筑，也可以用高铝水泥隔热耐火浇注料浇注和喷涂施工。 　　　在生产过程中，炉身下部、炉腰和炉腹工作层损毁到一定程度时（炉壳发红），可采用压入料和喷涂料进行热修补。在高铝质的喷补料中加入一定比例的SiC材料进一步提高材料的耐磨性和耐侵蚀性。从上世纪60年代开始，对炉腰、炉腹、炉底进行压入修补，在衬砖和炉壳之间形成保护层，在高铝料的基础上，加入树脂为结合剂的SiC及碳素，以提高其耐侵蚀性和热导率，可延长使用寿命3～6个月，有的可长达一年。 * 材料科学与工程学院 * 3、炉缸及炉底（下段）　 　　　炉缸是盛装铁水和熔渣的部位，其侧壁上设有出渣口、出铁口和风口。该部位长期承受高温、热荷载、铁水和熔渣的侵蚀，以及热应力等作用。炉缸上部风口区温度最高，可达1700～2000℃以上。 　　 开炉初期炉底和炉缸的耐火材料主要承受高温铁水和熔渣的机械冲刷和搅动磨蚀、铁水与渣渗入砖的气孔与砖缝中，加快对炉衬侵蚀，导致砌体变形开裂，甚至炉底砖漂浮。 　　 　 * 材料科学与工程学院 * 目前，国内外大中型高炉普遍采用致密度高、导热性和抗侵蚀性好的石墨碳砖和微孔碳砖。 使碳砖损毁的因素①渗入有金属铁外，还生成氧化铁和碳化铁，导致组织破坏。此外，②碳砖遇有水蒸气等物质时发生氧化，也是损毁的原因。 * 材料科学与工程学院 * 　　 对于粘土砖或高铝砖炉缸及炉底来说，铁水中的碳能将砖中的二氧化硅还原成硅，并为铁水所吸收形成硅铁，使砖的表面呈半熔融状态。当侵蚀达到一定深度，即达到铁水凝固线时，铁水与熔渣的渗入即中止。因此，现代高炉的炉缸及炉底均设有冷却设施。 * 材料科学与工程学院 * 　　　在大型高炉上广泛采用砌筑陶瓷杯来保护炉底及炉缸壁。炉底采用莫来石砖或优质粘土砖，上升部分用铬刚玉砖，也有采用超低水泥结合的棕刚玉浇注件，以形成“陶瓷杯”。 　　　 新开发的微孔碳砖、半石墨砖及石墨砖与传统的加入氧化物的碳砖相比，抗渗透性、抗铁、碱及炉渣侵蚀性以及导热性能等均有明显的改进，高炉自采用全碳砖炉底和综合炉底以来，寿命可长达15～20年。已不成为影响高炉炉龄的关键环节。 * 材料科学与工程学院 * 马钢：陶瓷杯采用的是“ 隔热、保温” 技术, 选用低导热、高 荷软、抗渣铁侵蚀性能好的刚玉质预制块砌筑于炭块 内侧, 使℃等温线高度集中在低导热的陶瓷层内, 使炭 块免受高温渣铁侵蚀。 * 材料科学与工程学院 * 高炉用碳砖及石墨砖的性能 性能 传统碳砖 微孔碳砖 加外加剂碳砖 半石 墨砖 石墨砖 加入外加剂半石墨砖 耐压强度,MPa 40 50 60 25 15 48 热导率 W·(m·K)-1 8 11 11 19 51 22 添加剂 Si Si Al2O3 Si Al2O3 抗碱性,% 5.1 1.6 1.6 5.2 3.5 0.3 铁中溶解度 % 3.0 4.2 0.5 4.2 4.6 1.0 * 材料科学与工程学院 * 4、高炉其它部位用耐火材料 　　 指出铁沟、渣沟与出铁口和出渣口等处用耐火材料。 　　　出铁沟和出渣沟是流放铁水与熔渣的通道，承受较强的铁水流和渣流的机械冲刷、化学侵蚀和急冷急热等作用，极易损毁，需要经常维护。 * 材料科学与工程学院 * * 材料科学与工程学院 * （1）出铁沟分主铁沟和铁沟两部分 　　　主铁沟一端与出铁口相接，由于高炉大型化且强化冶炼，每个出铁沟日通铁量高达3000t左右，因此其工作条件是苛刻的。 　 对铁沟内衬用耐火材料的要求是耐铁水和熔渣的侵蚀和冲刷能力强，抗热震性能好及重烧体积变化小，此外还要求不粘结渣铁、易于施工与拆除，且不产生有害气体。 * 材料科学与工程学院 * 　　　过去一般采用粘土砖、碳化硅砖、石墨或焦末和沥青等配制成耐火捣打料做保护层。上世纪80年代以来，大型高炉采用的铁沟料已从捣打料发展成浇注料，其主要材质为电熔刚玉、碳化硅、少量金属硅与金属铝粉以及适量的外加剂等原料配制，再辅以超细粉使其具有较高密度，通铁量已达50～100万t。 * 材料科学与工程学院 * （2）出铁口用耐火材料 　　　 　　　用于堵塞出铁口的泥料称为炮泥。对炮泥的要求可塑性、粘结性及烧结性好，不产生裂纹与收缩，强度高、耐侵蚀，同时应易打开，保证铁水或熔渣顺畅流出。 炮泥一般用粘土熟料、高铝熟料、莫来石、碳化硅、碳粒和粘土为原料；大型高炉则用电熔氧化铝、碳化硅、粘土等为原料，并用水或树脂进行混练制成有水炮泥或无水炮泥，装袋待用。 * 材料科学与工程学院 * 四、铁水预处理用耐火材料