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16Mn槽钢
安全长寿炉缸内衬结构在16Mn槽钢高炉上的应用
作者:longchuan 来源: 日期:2018-4-1 14:48:38
 

安全长寿炉缸内衬结构在16Mn槽钢高炉上的应用

高炉炉缸长寿的关键在于高炉炉缸砖衬热面形成的一层保护层,保护层的存在隔离开耐火材料与高温熔融铁水的直接接触,避免耐火材料的熔蚀,这是高炉炉缸长寿的本质。
 
随着国内16Mn槽钢高炉的大型化发展以及冶炼强度的不断提高,高炉长寿已成为炼铁工序的重要技术特征。炼铁技术的发展,冷却制度的不断完善及铜冷却壁的应用,使得炉身下部、炉腰及炉腹情况得以改善,限制高炉长寿的关键环节转移至炉缸炉底的寿命。目前,应用较多的炉缸结构为高导热压小块碳砖炉缸和陶瓷杯复合炉缸结构。而碳复合砖的应用,使得高炉长寿又迈上了一个新的台阶。碳复合砖的导热性、抗渣铁侵蚀性和抗碱侵蚀性等都优于碳砖和刚玉质砖,对实现高炉安全长寿有重要作用。
 
关于16Mn槽钢高炉炉缸炉底的内衬结构,不同的高炉采用的结构不同,而世界范围内,每一种内衬结构都有取得长寿的案例,而每一种内衬结构也都有短寿的现象发生,其原因应具体分析。笔者认为,高炉炉缸长寿的关键在于高炉炉缸砖衬热面形成的一层保护层,保护层的存在隔离开耐火材料与高温熔融铁水的直接接触,避免耐火材料的熔蚀,这是高炉炉缸长寿的本质。高炉炉缸只要能保障炉缸保护层的长期存在,高炉炉缸长寿是完全可以实现的。
然而,我国高炉生产与国外不同,主要呈现出三大特征——
一是生产不稳定。我国大部分高炉生产波动较大,铁水温度、铁水成分、炉渣成分均有大幅波动。高炉生产没有稳定的原燃料,业内一度追求低成本原燃料,且没有大型混匀料场,使得高炉原燃料条件波动范围大,导致高炉生产的不稳定。
二是高冶炼强度。我国大部分高炉的利用系数及冶炼强度显著高于高炉设计水平,高炉冶炼强度远高于国外同立方米级高炉。
三是低入炉品位矿冶炼。我国16Mn槽钢高炉用原燃料条件品位较低,高炉入炉矿碱金属负荷及锌负荷较高,有害元素在高炉内的循环富集对高炉用原燃料有较大的危害,对高炉炉况的稳定顺行十分不利。柳钢高炉的生产体现了上述3种特征。在这种条件下,高炉炉缸保护层较易脱落,耐火材料不可避免地会与高温熔融铁水接触,保护层难以长期对炉缸侧壁耐火材料形成保护。在当前我国的冶炼条件下,延长高炉炉缸寿命的关键在于耐火材料质量的提升。
柳钢5号高炉炉缸采用的碳复合砖内衬结构,主要成分是氧化铝和碳。在高炉炉缸的环境条件下,当高炉炉缸保护层因炉况的不稳定、铁水环流强度增大或有害元素对保护层的破坏等因素脱落时,高温熔融铁水与碳复合砖直接接触,碳复合砖中的碳会与碳不饱和的铁水发生碳质交换,碳复合砖热面会形成脱碳层。而碳复合砖裸露出的氧化铝与铁水不润湿,铁水难以进一步侵蚀碳复合砖,且碳复合砖在高温条件下导热系数较高,可以迅速降低碳复合砖的热面温度,再次形成保护层,对碳复合砖进行保护。
碳复合砖还具备良好的抗碱金属侵蚀性能,面对高炉的高碱金属负荷,碳复合砖的强度仍然能够保持较好的状态,体现出很高的抗有害元素侵蚀能力。
此外,近年来,16Mn槽钢高炉炉体漏水的现象逐渐增多,进入到高炉炉缸砖衬中的高温水蒸气会与耐火材料发生反应。而碳复合砖的抗水蒸气侵蚀性能优越,在模拟高炉炉缸条件下的失重率仅为6%左右,接近陶瓷质耐火材料的抗水蒸气侵蚀能力,远好于微孔碳砖的抗水蒸气侵蚀能力(失重率为60%左右)。
由此可见,碳复合砖优越的基础性能和高温性能是保障碳复合砖具有良好应用效果的前提。因此,碳复合砖内衬材料可适应高炉炉缸复杂的工况条件,是新一代长寿高炉炉缸炉底内衬的优选材料。

 

 

文章来源:http://www.sdlongchuan7.com

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