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高爐出鐵口用耐火材料的使用要求

作者:超級管理員 發布時間:2022-04-14 15:17:10 點擊量: 235

高爐出鐵口用耐火材料的使用要求,高爐出鐵口,小型高爐一般設置一個出鐵口和二至三個出渣口,大中型高爐則有二至四個出鐵口和一至三個出渣口。當鐵礦石的品位較高時,渣量相應減少,大型高爐可不另設出渣口。由于高爐大型化,出鐵次數頻繁,每個出鐵口日出鐵量有時高達3000噸左右因此其工作條件是戰刻的。

堵出鐵口用的泥料是采用泥炮擠入的,因此該種泥料也叫作炮泥。堵出渣口也用類似的泥料。高爐用炮泥應有足夠高的耐火度,并要具備下列性能:1)可塑性和粘結性好,容易擠進并填滿空隙和裂紋;2)氣孔率適宜,便于干燥時排出水分;3)高溫體積收縮小,以免產生裂紋;4)燒結性能好,強度高,耐沖刷和耐侵蝕;5)容易打開,保證鐵水和熔渣能均速流出。

中小型高爐出鐵口用的炮泥,主要是采用粘士熟料顆粒、焦粉和瀝青混練而成的;而大中型高爐用的炮泥,一般是用高鋁質材料,并添加碳化硅和碳粒等附加物質,以便穩定出鐵口的深度。

下表為日本高爐炮泥的材質和性能。結合劑般采用瀝青也可以用樹脂類材料。

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日本新日鐵公司堺廠1號、2號高爐和洞風廠4號高爐,采用樹脂類結企炮泥,每天出鐵次數為11~14次,每次出鐵量分別為355~385噸和235~255噸;戶畑1號、4號高爐和君津廠3號、4號高爐,則采用焦油結合炮泥,每次出鐵量分別為595~655噸和660~885噸。這兩種炮泥均得到滿意的使用效果。前者無污染,價格高;后者雖有些污染,但價格便宜,應用較普遍。

日本川崎筑爐材料公司生產四種高爐用炮泥:1C3A型系由莫來石、碳化硅、碳素和粘土組成,其特點是基質材料中的氧化含量高、焦油用量少、強度高、耐磨性和抗侵蝕性好;2C3C型系由高密度焦炭、碳化硅和粘土組成,抗侵蝕性能好;3C3F型系在C3C型的基礎上,摻加特殊熔劑,提高了燒結性;4C3R型系由蠟石、碳化硅和碳素組成,其特點顯干燥快,低溫燒結性能好,強度高和耐磨性好。這四種炮泥均用瀝青作結合劑,事先混碾好,以塑料袋包裝,每袋7公斤,存放在20~45℃的保溫庫內,使用方便。前三種牌號炮泥適用于25003以上的大型高爐,后一種則用于25003以下的高爐。

40003以上的高爐,每次出鐵量達700~1000噸,因此要求炮泥耐侵蝕性好,抗氧化性能高,并能迅速燒結。日本黑崎公司推薦的炮泥配合比如下小于3毫米的電熔氧化鋁30~40%,3毫米的焦炭粒12~16%,碳化硅12~16%,粘士15~20%,焦油結合劑20±2%。其化學成分為:Al2O3 39.1%,SiO2 12.4%,SiC 10.7%,C 29.1%,燒失8.0%。攪拌時,焦油加熱至50℃,按配合比稱料混碾2個小時。堵出鐵口用的泥炮機,其壓力一般為2.5~3.5公斤/厘米2。

蘇聯大中型高爐使用的炮泥組成如下:冶金焦61%,耐火粘土22%,焦油瀝青17%。采用這種炮泥堵出鐵口,由于燒蝕造成的爐內減風事故率約為20%;當采用樹脂類結合劑、并摻加碳化硅的炮泥時,堵出鐵口能使減風事故率降至7.8%以下。為進一步提高炮泥質量,采用強度高、低灰分和揮發物少的瀝青焦代替冶金焦,其配合比如下:瀝青焦65%,耐火粘土15%,碳化硅5%,瀝青15%,外加Cφ339型樹脂10~12%。

下表為美國高爐用炮泥的配合比和性能。在中小型高爐上,一般采用有水炮泥;在大型高爐上則用無水炮泥,鐵口工作穩定,使用效果好,能增產2%。

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歐洲各國的高爐,廣泛采用硅石、焦炭、粘土和瀝青粉調制的水混合炮泥、比強度來源上要是瀝青的碳化物與焦炭混合而形成的碳素粘結。隨著高爐大型化的發展,炮泥改用焦油或改性樹脂作結合劑。這兩種炮泥于1956年和六十年代末,首先在西鎮高爐上使用,隨后讓界各國高心均得到了應用。下表為英國高爐用炮泥的材質和性能。

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采用焦油結合的炮泥堵塞出鐵口時,因炮泥軟化易被擠出,所以泥炮機應在出鐵口停留一段時間,待其充分燒結后再抽出。如果炮泥伸進鐵口太深,揮發物排除,易形成氣泡,抽泥炮機時會產生爆炸現象,使鐵水涌出鐵口。

應當指出,堵出鐵口操作時,由于炮泥中的焦油揮發,污染環境,不受工入歡迎。因此,有些廠采用酚醛樹脂作炮泥結合劑。最近,日本研制一種牌號為RB的酚酷樹脂結合炮泥,使用效果較好。該種炮泥在中低溫時,由于酚醛樹脂的重縮聚合反應們硬化,即早強性好;在高溫時,則形成碳鍵結合,高溫強度優良(見下圖),而且不會出現堵寒事故,操作十分方便。

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另外,在高爐炮泥中可摻加適量的氮化硅和滑石粉,前者能提高耐蝕性、減少收縮和不被鐵水浸潤;后者能提高可塑性、燒結性及高溫體積穩定性。

最近,日本新日鐵公司開發了堿性炮泥,其組成如下:氧化鎂25~60%,輕燒氧化鎂8~15%,焦炭12~15%,有時還加入電熔氧化鋁和碳化硅,采用焦油或瀝青改性酚醛樹脂作結合劑,用量為15~20%。該種炮泥的顯氣孔率為25~32%,1450℃高溫抗折強度為32~45公斤/厘米2。堿性炮泥在爐頂壓力為15公斤/厘米238003高爐上試用,獲得了良好的使用效果。



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