最新第3章-高炉本体设计(2)幻灯片.ppt

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1、第3章-高炉本体设计(2)按照设计炉型，以耐火材料砌筑的实体为高炉炉衬。概念：作用：（1）构成高炉的工作空间,直接抵抗冶炼过程中的机械、热和化学浸蚀；（2）减少高炉的热损失；（3）保护炉壳和其它金属结构免受热应力和化学侵蚀的作用。3.2.1炉衬破损机理（1）高温渣铁的渗透和浸蚀；（2）高温和热震；（3）炉料和煤气流的摩擦冲涮及煤气碳素沉积的破坏作用；（4）碱金属及其他有害元素的破坏作用。（1）是承受的高压；（2）是高温；（3）是铁水和渣水在出铁时的流动对炉底的冲刷；（4）砖衬在加热过程中产生温度应力引

2、起砖层开裂；（5）在高温下渣铁对砖衬的化学侵蚀，特别是渣液的侵蚀更为严重。影响炉底寿命的因素：（1）渣铁的流动、炉内渣铁液面的升降，大量的煤气流等高温流体对炉衬的冲刷是主要的破坏因素；（2）还原剂对砖衬Fe2O3、SiO2的还原作用化学侵蚀；（3）风口带为最高温度区，鼓风中O2、H2O、CO2的氧化作用。。2.炉缸：贮存渣铁和燃烧焦炭的地方（1）高温热应力作用很大；（2）由于炉腹倾斜故受着料柱压力和崩料、坐料时冲击力的影响；（3）承受初渣（FeO、MnO、CaO）的化学侵蚀及机械冲涮。（4）煤气流和固

3、态炉料的冲刷作用。3.炉腹：实际靠渣皮工作。（1）初渣的化学侵蚀；（2）上、下折角处高温煤气流的冲刷磨损。（3）高温热应力的影响；4.炉腰炉身中下部：（1）炉料和煤气流的摩擦、冲刷；（2）受到初渣的化学侵蚀；（3）碱金属和Zn的化学侵蚀。在炉身上部：（1）下降炉料的磨损；（2）夹带着大量炉尘的高速煤气流的冲刷。5.炉身：（1）炉料的冲击；（2）高速粉尘煤气流的冲涮；（3）热震。为保持完整形状，控制炉料和煤气流合理分布。用金属保护板加以保护，又称炉喉钢砖。6.炉喉：（l）炉衬质量，是关键因素。（2）砌筑

4、质量。（3）操作因素。（4）炉型结构尺寸是否合理。（5）冷却设备及炉壳的保护作用。7.决定炉衬寿命的因素：3.2.2高炉用耐火材料（l）耐火度要高、荷重软化温度要高、高温体积稳定性要好。耐火度是指耐火材料开始软化的温度。荷重软化点是指将直径36mm，高50mm的试样在0.2Mpa荷载下升温，当温度达到某一值时，试样高度突然降低，这个温度就是荷重软化点。热稳定性：对及冷及热温度波动的抵抗能力。一.对耐火材料的要求：（2）组织致密、体积密度大、气孔率要低；（3）Fe2O3含量要低。（与SiO2反应和加速碳

5、素沉积）（4）良好的化学稳定性，提高抵抗化学侵蚀能力；（5）重烧收缩要小。重烧收缩也称残余收缩，是表示耐火材料升至高温后产生裂纹可能性大小的一种尺度。（6）机械强度要高，外形质量要好。粘土砖、高铝砖、刚玉砖和不定型耐火材料等；陶瓷质材料：碳砖、石墨碳砖、石墨碳化硅砖、氮结合碳化硅砖等。碳质材料：二.高炉常用耐火材料基本特性：（1）良好的物理机械性能；（2）抗渣性好；（3）成本较低。1.粘土砖和磷酸浸渍粘土砖高炉用粘土砖比一般粘土砖具有优良性能。主要用于高炉炉身，要求常温耐压强度高，能够抵抗炉料长期作业

6、磨损；在高温长期作业下体积收缩小，有利于炉衬保持整体性；显气孔率低和Fe203低，减少碳在气孔中沉积，避免砖在使用过程中膨胀疏松而损坏；低熔点物形成少。AL2O3含量大于48%的耐火制品。基本特性：（1）比粘土砖有更高的耐火度和荷重软化点；（2）由于AL2O3为中性，故抗渣性较好；（3）耐磨性好，加工困难，成本较高。（4）不足是热稳定性差。2.高铝砖：粘土砖和高铝砖的外形质量也非常重要，对于制品的尺寸允许偏差及外形分级规定见下表。粘土砖和高铝砖尺寸允许偏差及外形分级主要特点：（1）耐火度高，极高的荷重

7、软化温度；（2）抗渣性能好；（3）良好导热性和导电性；（4）热膨胀系数小，体积稳定性好；（5）致命弱点是易氧化，对氧化性气氛抵抗能力差。（O2、水蒸汽、CO2、FeO）3.碳质耐火材料：（1）高炉炭块（2）半石墨炭砖半石墨炭砖是采用高温燃烧无烟煤、石墨、添加剂为主要原料而制成的耐火制品。石墨质炭砖配方中一般不使用冶金焦为粉料，而使用磨碎的石墨为粉料．半石墨炭砖的导热性能非常好，而且抗碱金属盐类腐蚀的能力也比普通炭砖好。（3）碳化硅砖碳化硅砖的主要特征是SiC为共价结合，不存在通常的烧结性，依靠化学反应

8、生成新相达到烧结。A、SI3N4结合碳化硅砖Si3N4结合碳化硅砖是用SiC和Si粉为原料，经氮化烧成的耐火制品。在多级配的sic颗粒和细粉中，加人磨细的工业硅粉，Si与N2在高温下进行2N2+3Si→Si3N4反应烧结。反应时生成的Si3N4与SiC颗粒紧密结合而形成以Si3N4为结合相的碳化硅制品。B、Sialon结合SiC砖在氮化硅结合碳化硅制品的生产过程中，加入适量加入物，使氧进入Si3N4晶格，生成一定数量的β—Sialon固熔体相，制出β—