第二章 炼铁系统用耐火材料 - 副本.ppt

leaders in colloid measurement Colloidal Dynamics 钢铁冶炼过程 炼铁用耐火材料 铁水预处理用耐火材料 转炉炼钢用耐火材料 电炉炼钢用耐火材料 炉外精炼用耐火材料 连铸用耐火材料 二、炼铁用耐火材料 2.1 高炉本体用耐火材料 2.2 高炉炉前用耐火材料 炼铁过程工艺示意图 高炉发展简介 目前，世界钢铁工业发达国家相继完成了高炉的大型化，据不完全统计，炉容大于2000m3的高炉已有100多座，大于4000m3的大型高炉有40多座，其中5000m3以上的超大型高炉有10多座。 我国现有高炉1370余座，大于1000m3的高炉有227座，4000m3的高炉我国约有20座，占到了世界4000m3高炉的40%，其中我国上海宝山钢铁有限公司引进的日本技术，也分别于1985年和1991年建成投产了炉容为4063m3的1号和2号大型高炉，最大的沙钢5800 m3的高炉于2009年投产，首钢京唐钢铁公司5500 m3的1号和2号大型高炉也分别于2009年和2010年投产，该高炉采用68项自主创新和集成创新的先进技术，打破了国外公司对特大型高炉技术的垄断，投产以来，高炉利用系数、送风温度、燃料比、焦比等主要技术均达到了国际领先水平。 高炉的主要原料和产品 主要原料 含铁原料，如：铁矿石、烧结矿、球团矿、碎铁，并以人造富矿为主； 提供热量的燃料，如冶金焦炭、喷吹煤粉或重油、天然气； 少量的熔剂材料，如石灰石、白云石、硅石等； 热风。 主要产品 生铁，其中80～90%为炼钢生铁，它是由铁（94%）碳（4%）和少量杂质（Si，Mn，P，S）组成。有10～15%含硅较高的铸造生铁，5%左右少量铁合金。 煤气是高炉在生产生铁过程中生产的副产品之一，可以给本厂或其他厂(作为气体燃料，也可以用来发电或城市取暖。) 高炉炉渣，它是制造水泥的好原料。 少量高炉粉尘，也可以送烧结厂使用。 2.1.2 炉料在炉内分布（状态） 固相区（块状带） ：固体料软融前所分布的区域。 软融区（软融带） ：炉料从开始软化到融化所占的区域。 滴落区（滴下带）：渣、铁全部融化滴落，穿过焦炭层下到炉缸的区域。 回旋区（燃烧带）：风口前燃料燃烧的区域。 炉缸区（渣铁带）：形成最终渣、铁的区域。 2.1.2 炉料在炉内分布 2.1.4我国高炉用耐火材料的发展 中国高炉用耐火材料的发展：1、二十世纪八十年代以前：Al2O3-SiO2系统天然矾土为主； Si3N4-SiC开始试用。2、二十世纪九十年代：Al2O3-C Al2O3-SiC Si3N4-SiC开始使用3、 2000年以后：Sialon系列产品全面实现工业化生产 中国高炉用耐火材料技术路线：1、 二十世纪八十年代随着宝钢全面建设开展。所有材料均来自日本。2、 二十世纪九十年代宝钢高炉大修时逐步采用欧洲的技术路线：即强调耐火材料也非常重视水冷技术。3、 日本高炉用耐火材料也在改进，但步伐不大，至今仍很少用Sialon系统材料，但非常重视水冷技术。高炉寿命很长—超过20年。 宝钢高炉本体用耐火材料历程对中国大型高炉用耐火材料发展具有重要意义 宝钢初期耐火材料全部是日本体系。我们通过引进—消化—吸收—国产化的历程、实现一次跨越。 从日本模式转变到欧洲模式、材质也出现重大变化、走向赛隆结合碳化硅和赛隆结合刚玉体系。 耐火材料的要求应该是：砌筑的炉衬材料应该具有较低的气孔率，较高的机械强度，能够抵抗炉料和上升气流的磨损，同时还应具有良好的抗碱金属侵蚀性，并且要求材料中的氧化铁含量要低，避免与上升的CO发生氧化还原反应。 陶瓷杯结构特点如下： 延长炉缸寿命 (1) 减少了铁水渗入；因为1150℃的等温线非常靠近工作热面，因而材料性能受渗入铁水的影响较小； (2) 因为在陶瓷材料里的等温线分布非常紧密，因而由于热面的各种磨损(机械磨蚀、化学侵蚀、碱侵蚀等)所导致的1150℃等温线的位移距离受到了制约。 2、节约能耗和经济效益 (1) 由于炉缸热损失降低，因而铁水温度可升高 18~25℃，有利于提高炼钢过程的效率。 (2) 降低焦比。若保持铁水温度不变，则可以节约焦炭并降低铁水中的硅含量。 (3) 炉缸对向凉现象不再敏感。 (4) 高炉内的残铁量将减少，这将在大修过程中节约时间。 2.1.6 高炉用修补料 1、高炉内衬喷补 2、硬质压入 3、压力灌浆 2.2.1 高炉出铁口炮泥 2.2.1高炉炮泥的作用 出铁口炮泥可以反复多次被打开和充填。 炮泥能维持铁口孔径稳定，出铁均匀，最终出净炉内的铁渣熔液。 可以保护炉缸。 2.2.2 炮泥应具备的性能 ( 1 ) 炮泥要有一定的塑性，保证从泥炮中打出时不破碎，容易挤进并填满铁口通道； ( 2 ) 出铁口经常处于高温状态，要求炮泥的耐