高爐耐材配置及剛玉耐火磚介紹

高爐分大、中、小，所用的耐火材料會有一些差別，根據(jù)不同部位所用的材料也會有所不同。如高爐的爐喉是當(dāng)爐料下降時，直接受到?jīng)_擊和摩擦的部位。通常使用高密度的高鋁磚。但不耐用，因此還采用了抗磨鑄鋼護板保護。

高爐是一種用耐火材料制成的立式圓筒爐。外板用來加強和密封爐殼，并用冷卻器進行保護�；馉t由上至下分為五個部分：爐喉、爐體、爐腰、爐腹、爐缸。汽缸部分有風(fēng)口.鐵口和渣口，以上為進料裝置.氣體封蓋及導(dǎo)渣管。

目的：煉鐵一般是在高爐中連續(xù)生產(chǎn)。鐵礦石.焦炭和石灰石從爐頂加入，從爐底加有壓力的空氣。燒焦時，礦石和石灰石與焦炭發(fā)生反應(yīng)，最終形成鐵水和爐渣。

上、中溫度僅為400-800℃，無渣形成，無渣蝕現(xiàn)象。這部分主要承受爐料沖擊。爐內(nèi)粉塵增多，堿鋅氣體侵入。碳積積造成的破壞隨著高爐使用壽命的不斷提高，該部分采用高級耐火磚，如高鋁磚、硅線石磚等。

由于下爐溫過高，造成大量渣量，降低了爐料的摩擦。爐內(nèi)氣體上升，粉塵沖刷，堿金屬蒸氣侵蝕。所以，要求有良好的抗渣性.耐堿性.高溫強度和耐磨性的優(yōu)質(zhì)粘土磚.高鋁磚，甚至近年來氮化硅結(jié)合的碳化硅磚或玉磚。而且隨著高爐容量的增加，耐火材料等級也隨之提高。比如，小高爐可以使用廉價的粘土磚或高鋁磚，而大的高爐使用碳化硅產(chǎn)品甚至是Sialon結(jié)合的剛玉磚。

在1400~1600℃時，高爐腰部溫度上升至1400~1600℃，這一部位產(chǎn)生大量的渣渣，嚴(yán)重侵蝕渣，鉀鈉蒸汽侵蝕嚴(yán)重，含塵熱氣上升對爐襯有很大的沖刷和腐蝕，焦炭與其它材料摩擦。以上因素綜合作用，使該部分耐火磚損壞更為嚴(yán)重。過去經(jīng)常使用粘土磚和高鋁磚，特別是小高爐。

在大型高爐中，氮化硅結(jié)合使用較多。剛玉磚也有采用Sialon的趨勢。使用鋁炭磚的中小型高爐比例不斷增加，即中小型高爐采用鋁碳磚甚至微孔鋁碳磚，值得關(guān)注。

高爐材料

高爐基礎(chǔ)由埋于地下的鋼筋混凝土基礎(chǔ)和其他耐火材料如暴露地面的耐火混凝土構(gòu)成。其作用是將受力均勻地傳給地層。1.1爐基負(fù)荷要求1.1爐基負(fù)荷1.1對高爐基礎(chǔ)強度的影響往往包括靜態(tài)負(fù)荷.動負(fù)荷和熱應(yīng)力，其中：(1)靜態(tài)負(fù)荷對爐基的影響最大。爐基的靜載能力是高爐有效容積的13~15倍。含爐料.渣鐵.耐火砌塊.爐基.金屬結(jié)構(gòu).冷卻水和冷卻設(shè)備.輔助設(shè)備(爐頂加料設(shè)備.煤氣排出管.熱空氣圍管.各層平臺.梯子)等。及爐前建筑.斜橋.料車提升機等。另外，還有來自風(fēng)雪的活動荷載。以上荷重有的對稱，有的不對稱。載荷不對稱是引起力矩的因素，并會引起沉陷不均。(2)動載荷。高爐生產(chǎn)中，易發(fā)生崩料.人工頂料.煤氣爆炸等動負(fù)荷。熱載(3)。熱應(yīng)力是由高溫引起的。另外，由于爐內(nèi)存放的高溫鐵水，爐基溫度高.高.低，產(chǎn)生熱應(yīng)力；此外，爐基材料本身受熱也會損壞。1.2對爐基的要求(1)高爐基礎(chǔ)應(yīng)能把全部荷載傳給地基而又不會過度沉降。(2)高爐基礎(chǔ)本身應(yīng)有足夠的強度和耐熱性能。3)結(jié)構(gòu)簡單，費用低廉。高爐基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)由耐熱混凝土基礎(chǔ)和鋼筋混凝土基礎(chǔ)組成。在高爐爐底與爐底之間為耐熱混凝土墩，起到保溫傳力的作用。外形為圓筒形，直徑與爐底相同，包裹在爐殼內(nèi)，高度不小于直徑的四分之一。底材一般采用硅酸鹽水泥耐火混凝土，以硅酸鹽水泥作粘結(jié)材料.粘土熟料.廢耐火磚粉作摻和料.粘土熟料.廢耐火粘土磚為骨料，整體澆筑。最大的使用溫度是1000~1200℃。用345mm厚的耐火磚圍成一圈，然后外層是爐殼，在爐殼與耐火磚之間，用鉻碳填充料填充的空隙。為了防止基墩開裂，并保證其足夠的強度，整個基墩應(yīng)配置環(huán)形鋼筋�；�座為爐基的承重部，水平截面為最佳圓形，能使溫度分布均勻，減少熱應(yīng)力。為便于施工，經(jīng)常用多邊形(如八角.十六邊形)來代替下底墩和柱子，置于底座上表面的圓周面積上，底部的底面應(yīng)保證基礎(chǔ)承載力不超過地層的容許耐壓值。由表底至底面，斷面逐漸增大，一般為25℃左右。因上下溫度條件不同，下溫度條件不同，為了避免熱應(yīng)力的影響，二者之間有膨脹縫，填充特殊填料。例如純石英砂、白色耐火粘土(高嶺土)等硬塑性砂漿，抹平后灑上10mm厚的石墨粉。該爐殼氣封結(jié)構(gòu)設(shè)置于基墩下端與底座的連接處，避免了爐內(nèi)氣逸出及爐外冷卻水流入。氣密板與爐殼之間的間隙為100~150mn。填充碳素填充物。用砂漿抹在基座上表面，便于排水。對高爐基礎(chǔ)進行處理的基礎(chǔ)，最好是建在天然地面或承受0.2-0.5MPa沖擊土壤上。在土體承載壓力低于設(shè)計要求時，應(yīng)進行基礎(chǔ)處理�；�礎(chǔ)處理方法有墊層、打樁、沉箱等�；�礎(chǔ)埋設(shè)深度不能超過冰凍線，0.1~0.25m�；�底入地深度20~40m左右，到達(dá)支撐層。

高爐用剛玉磚

隨著高爐規(guī)模的不斷擴大，其材料和結(jié)構(gòu)類型各異，但綜合爐底較多。中國.俄羅斯.日本.美國等國家應(yīng)用廣泛。

高爐襯里合理選用耐火材料是關(guān)鍵。30年來，爐底各部位耐火材料的研究與開發(fā)取得了多項成果。碳素材料，如日本NDK公司的BC-7S微孔炭磚.BC-SSR超微孔炭磚.美國的NMA.NMD熱壓炭塊.法國的AM.AM-102.國產(chǎn)半石墨炭磚.微孔炭磚.高導(dǎo)熱半石墨炭磚.超微孔炭磚等；剛玉莫來石.復(fù)合棕剛玉.灰玉.高鋁磚等。這是一種優(yōu)良的材料，已在國內(nèi)外大型高爐上取得初步成果。

高爐是盛裝鐵水、渣鐵的場所，燃燒焦炭產(chǎn)生大量的氣體，為高爐還原創(chuàng)造初始條件。爐內(nèi)，特別是風(fēng)口區(qū)，是高爐內(nèi)溫度最高的區(qū)域，溫度在1700-2000℃以上，爐底溫度一般在1450-1500℃之間。爐內(nèi)襯里除受鐵液的化學(xué)侵蝕和沖刷作用外，爐底主要受鐵水滲透所侵蝕。

接近風(fēng)口區(qū)的爐缸上部溫度為1700~2000℃，一般為1450~1500℃�，F(xiàn)今爐底多采用致密度高.導(dǎo)熱性好.耐腐蝕石墨磚、微孔碳磚。需要指出的是，近幾年來出現(xiàn)了這部分陶瓷杯，即無炭耐火磚，即在爐底接觸鐵水的工作襯里中使用無炭耐火磚，如剛玉磚、合成莫來石磚等。