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國外大型高爐、熱風爐用優質耐火材料的現狀及發展

來源：  發布時間：13-09-10 16:34:37  瀏覽量：

    目前，上爐內容積大于2000時的大型高爐有100多座，其中4000--5000的超大型高爐有30多座。國外大型高爐由于使用精料和富氧噴吹天然氣，重油，煤粉，提高送風溫度和爐頂壓力，采用冷卻板，立式冷卻壁等冷卻技術，開發使用碳化硅磚，微孔碳磚，"陶瓷杯"等優質耐火材料，使一代爐令達到10年以上，而新一代高爐設計壽命均為12--25年。
    2、爐底和爐缸用耐火材料
    國外高爐的爐底和爐缸已由過去使用粘土磚，高鋁磚改為使用碳磚，微孔碳磚和"陶瓷杯"。由于碳磚具有導熱性高，抗渣性和抗堿性強，耐熱剝落性好，高溫強度大，并能夠大型化等優點，所以得到了大量使用。為了進一步改進碳磚的質量，通過添加A12q，提高了杭鐵水熔解性;通過添加金屬硅和破化硅，使氣孔微細化，防止了鐵水的侵入，提高了杭鐵水浸透性;通過增加石墨添加量，提高了冷卻效果;通過把結合劑從 瀝青改為樹脂，提高了高溫強度。
    近年來，國外已在爐缸處使用了新型微孔碳磚和超微孔碳磚，取得了很好的效果， 改善了杭鐵水浸透性，杭堿性和杭氧化提性性。微孔碳磚將原有碳磚的氣孔直徑從4 --5pam降到0。 51ium，超微孔破磚的氣扎直徑僅為0。 2pm。表3列出了微孔碳磚和超微孔碳磚的性能。 氣孔直徑，熱風爐用耐火材料。
    國外熱風爐主要采用內燃式熱風爐和外燃式熱風爐，內燃式熱風爐有考貝式，麥克盧爾式和艾莫伊登式，外燃式熱風爐有考伯斯式，馬丁式和新日鐵式。近年來，內燃 式熱風爐已逐漸被外燃式熱風爐所取代，內燃式熱風爐供風量不超過200000Nm3/h，
    而外燃式熱風爐供風量可從180000Nm' /h增至500000Nm'/h。德國蒂森公司蒂森廠2號高爐建造了大熱風爐，供風量為480000Nm' /h，蓄熱室直徑為tom，燃燒室直徑為5。5m，高約47m，正常操作風溫控制在1300`C，采用三座熱風爐操作。國外熱風爐為了保證安全生產20-30年而無需大修，便根據各部位的溫度及其 溫度變化速度，荷重和氣氛等選擇適合的耐火材料，一般采用粘土磚，高鋁磚和硅磚， 但在高溫熱風爐的燃燒室，爐頂和蓄熱室上部使用了優質莫來石磚和優質硅磚。 國外熱風爐用耐火材料除了要求體積密度，杭熱震性和高溫強度等性能外，特別 重視杭蠕變性。在高溫部位一般使用優質硅磚和低蠕變高銘磚，同時推薦使用紅柱石磚，在溫度為1450℃時，使用從q含量為65%的紅柱石磚，在溫度為1350℃時，使用 從q含量為55%的紅柱石磚。在低溫部位使用從q含量不同的各種粘土磚列出了國外外燃式% 日本為了提高高爐的生產能力，降低燃料單耗，不斷提高熱風爐的送風溫度和壓 力，使熱風爐爐頂的操作溫度已由1250℃升高到1400℃以上，外燃式熱風爐頂溫度已 達到1550，C，因此耐火材料的使用條件越來越苛刻，對于爐頂磚脫落，隔壁墻磚變形損毀，格子磚蠕變變形損毀采取了各種措施，尤其是對外燃式熱風爐和高溫操作的內 燃式熱風爐，通過改進和提高耐火材料的杭蠕變性，改變磚的材質，在高溫部位使用高鋁磚和硅磚，顯著提高了熱風爐的使用壽命，其爐令已達到高爐2個爐役以上。
    俄羅斯在新建和改建的熱風爐高溫部位，其中包括磚格子，基本上都使用硅磚，可將預熱空氣的溫度提高到1200-1300`-，大幅度延長了使用壽命。近幾年來，下塔吉爾鋼鐵公司又研究開發出了熱風爐磚格子用鎂橄欖石磚和鎂橄欖石格磚，其性能列于這兩種磚的耐壓強度比硅磚高0。5--1。5倍，導熱率也比硅磚高，在1300℃以上的高溫下，熱膨脹率比較高，可以砌筑在硅磚和莫來石剛玉磚上面，并可以砌筑在熱風爐磚格子高溫部位的任何高度上，這兩種磚在3號高爐7號熱風爐上使用，取得了
理想效果。
    綜上所述，目前各國都在不斷提高高爐的生產設備能力和生產操作技術，為了適應高爐的大型化，化和長壽化的要求，努力提高耐火材料的生產技術，改進現 有耐火材料的質量，研究開發新材質，新產品的優質，，環保型耐火材料，完善和提高高爐的修補技術和冷卻技術，使大型高爐的使用壽命達到20年以上，仍是今后的重要課題。 隨著高爐送風溫度和送風壓力的提高，國外對熱風爐的爐型結構和爐襯材料進行了大量研究工作，逐漸從內燃式熱風爐向外燃式熱風爐，內A式熱風爐從一般溫度操作向高溫度操作方向發展，爐襯材料也由普通拈土磚向高銘磚，莫來石磚，優質硅磚，硅線石磚和紅柱石磚方面發展，取得了很好效果，大幅度提高了使用壽命。今后，國外熱風爐仍將朝著改進現有爐型結構和耐火材料質量，開發新型熱風爐和新型耐火材料，進一步提高使用壽命方向發展。
    總之，各國在二十一世紀將加大科研的力度，加強新品種的開發，加速產品的更換新代，實現耐火材料與高爐，熱風爐的同步發展。