發(fā)布時(shí)間：2020/8/2 16:36:40

高爐出鐵溝用耐火澆注料需具備的特性

高爐出鐵溝是流出高溫鐵水和熔渣的通道。在生產(chǎn)過(guò)程中使用的耐火澆注料要經(jīng)受幾種因素的破壞作用：

1 流動(dòng)的高溫鐵水和熔渣的劇烈沖刷和侵蝕;

2 高爐爐渣的化學(xué)侵蝕;

3 間歇出鐵的劇烈熱震作用。

針對(duì)上述特點(diǎn)，要求鐵溝用耐火澆注料具有下述特性：

1 出鐵溝襯耐火澆注料的抗高溫鐵水和熔渣侵蝕及沖刷的能力要強(qiáng);

2 具有優(yōu)良的抗高溫性和耐磨性;

3 抗高溫熔渣的化學(xué)侵蝕性強(qiáng);

4 抗熱震好，體積穩(wěn)定，重?zé)�線(xiàn)變化小;

5 抗各種氧化能力強(qiáng);

6 易于施工，便于拆除修理，不產(chǎn)生有害氣體，利于環(huán)境保護(hù)。

因此，國(guó)內(nèi)外大型高爐出鐵溝用耐火澆注料按部位不同分為：主溝使用剛玉-碳化硅-碳質(zhì)材料;鐵水支溝使用高鋁礬土熟料-碳化硅-碳質(zhì)材料;渣溝使用粘土熟料(或礬土熟料)-碳化硅-碳質(zhì)材料。

高爐出鐵鉤澆注料推薦及使用方法

隨著現(xiàn)代高爐技術(shù)的飛速發(fā)展，長(zhǎng)壽化、大型化、高溫高壓操作引起鐵水溫度的升高，出鐵量和渣量增大，出鐵時(shí)間延長(zhǎng)，鐵水流速增加，溝襯材料的使用條件變得更加苛刻。為您介紹高爐出鐵鉤澆注料推薦及使用方法。

高爐出鐵溝是高爐生產(chǎn)中耐火材料消耗較多的區(qū)域之一。出鐵溝出鐵時(shí)每分鐘約有4～7.5t的含渣鐵水通過(guò)，出鐵溫度達(dá)1450℃，每次出鐵時(shí)間70～120min。出鐵溝內(nèi)襯在周期性渣、鐵水的沖刷、腐蝕作用下，使用條件十分苛刻，壽命也不高。

高爐出鐵鉤澆注料推薦您使用鋁碳化硅碳澆注料，該產(chǎn)品是以鋁酸鹽水泥、高鋁細(xì)料、陶粒，外加若干添加劑配置而成，該產(chǎn)品具有體積輕，抗壓強(qiáng)度高，耐酸及酸性氣體腐蝕。隔熱、保溫、吸水率低等特點(diǎn)，施工簡(jiǎn)便，是高溫下有耐堿腐蝕部位施工的理想產(chǎn)品。

和易性好，粘結(jié)力強(qiáng)，初凝時(shí)間和施工可操作時(shí)間長(zhǎng)，強(qiáng)度增長(zhǎng)快、抗?jié)B性強(qiáng)、不需要酸化處理、易于保證砌體灰縫的密實(shí)飽滿(mǎn)，能顯著提高煙囪內(nèi)襯壁的氣密性、整體性和內(nèi)襯的防腐蝕能力，是高煙囪、高溫?zé)煹篮惋L(fēng)道內(nèi)襯的理想膠結(jié)材料，也可用于石油、化工、有色冶金等行業(yè)的耐酸池、槽等耐酸工程。

出鐵溝內(nèi)襯在使用過(guò)程中，與空氣(氧氣)、熔渣、鐵水等發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，出鐵溝中蝕損嚴(yán)重的區(qū)域是主出鐵溝，在主出鐵溝內(nèi)上游靠近出鐵口附近的鐵水沖擊區(qū)(湍流區(qū))以及擋渣墻的蝕損嚴(yán)重，越往下游蝕損越輕。

同時(shí)受高溫鐵水的沖刷，磨損以及溫度驟變引起的熱剝落等而導(dǎo)致?lián)p毀。影響出鐵溝壽命因素很多，除了材質(zhì)性能為主要因素外，高爐的結(jié)構(gòu)和操作情況、鐵礦成分的變化和渣鐵的比值、出鐵溝的結(jié)構(gòu)形式、筑襯方法及施工、烘烤等都有影響。

高爐出鐵溝耐火材料損壞分析與防治

出鐵場(chǎng)的主出鐵溝，其主出鐵溝的功能是將鐵水從渣中分離。溝中的渣從撇渣器過(guò)梁頂部進(jìn)入出渣溝，鐵水從撇渣器過(guò)梁底部鐵水通道流過(guò)，從而實(shí)現(xiàn)鐵和渣分離。而鐵溝料作為出鐵溝內(nèi)襯的耐火材料，其性能的高低直接決定出鐵溝的使用壽命，進(jìn)而決定高爐的生產(chǎn)能力及效率。因此，高爐鐵溝料是影響高爐生產(chǎn)的關(guān)鍵耐火材料之一，分析影響鐵溝料使用壽命的因素對(duì)促進(jìn)高爐生產(chǎn)穩(wěn)定順行有重要的意義。

經(jīng)過(guò)數(shù)十年來(lái)的實(shí)踐和摸索,鐵溝料的損壞除了材料本身性能外，操作管理水平、鐵水成分的變化、渣鐵量的比值、出鐵溝的結(jié)構(gòu)形式、筑襯方法、施工、烘烤、環(huán)境溫度等都對(duì)鐵溝的使用壽命和材料消耗有很大的影響，同時(shí)現(xiàn)場(chǎng)使用人員也愈加深刻地認(rèn)識(shí)到，除鐵溝材料因素外，管理水平的提高也占有越來(lái)越大的份量。下圖顯示了影響出鐵溝使用壽命和材料消耗的因素。

原材料對(duì)鐵溝料壽命的影響

剛玉骨料：剛玉骨料在鐵溝料中占40%~60%左右，主要起骨架作用，它的Al2O3 含量高低、硬度、粒徑選擇及級(jí)配等直接影響鐵溝料的使用壽命。剛玉骨料要求Al2O3 含量大于95%，耐火度大于1790℃。合理選用剛玉骨料的粒徑及嚴(yán)格控制粒度級(jí)配是制造高品質(zhì)鐵溝料的關(guān)鍵，骨料的臨界粒度通常為8mm~15mm，且在配料中大于1mm 的粗顆粒應(yīng)占有足夠的比例，一般應(yīng)大于60%。同時(shí)，要使骨料保持嚴(yán)格的級(jí)配就要求骨料需有較高的硬度和致密性，否則，在生產(chǎn)中骨料粗顆粒已被弄碎，從而影響粒度級(jí)配和材料的致密度，增加氣孔率，降低了材料的抗侵蝕性能。因此，一般生產(chǎn)鐵溝料是使用Al2O3 含量大于95%的剛玉骨料。

碳化硅和碳：碳化硅和碳均是高耐火、高導(dǎo)熱、抗侵蝕的優(yōu)良材料，兩者配合更能發(fā)揮防氧化及阻止渣向基質(zhì)滲透的作用。碳化硅還因高硬度而能提高鐵溝料的抗沖刷能力，而碳素對(duì)提高鐵溝料抗熱震穩(wěn)定性有較大的作用。碳化硅主要應(yīng)以細(xì)粉形式加入，但也可能部分以顆粒形式加入，尤其是當(dāng)碳化硅加入量較多時(shí)。碳素材料可選用天然或人造石墨或無(wú)定形碳，但需是低揮發(fā)性的。碳化硅的加入量，視高爐容積大小及對(duì)材料性能的要求，可以在很大范圍內(nèi)波動(dòng)，通常在10%~30%范圍內(nèi)，特別是在大中型高爐出鐵主溝渣線(xiàn)料和鐵線(xiàn)料中的調(diào)整，增加碳化硅含量有利于提高鐵溝料抗高爐渣的侵蝕，目前多數(shù)鐵溝料中SiC 含量在15%~25%間浮動(dòng)。

添加劑：現(xiàn)大中型高爐使用的鐵溝料是Al2O3-SiC-C 質(zhì)超低水泥快干系列澆注料，使用的添加劑主要是高溫瀝青、微粉復(fù)合結(jié)合劑。作為添加劑使用的高溫瀝青，在被結(jié)合物料顆粒之間被碳化，形成顆粒間的結(jié)合碳，因此產(chǎn)生牢固的碳結(jié)合。在高溫條件下瀝青成分碳化析出石墨碳，從而使鐵溝料有較好的高溫結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。

高爐渣對(duì)鐵溝料使用壽命的影響

高爐冶煉生產(chǎn)的渣中SiO2 含量較高，它對(duì)鐵溝料侵蝕較嚴(yán)重，從而影響鐵溝料壽命。在渣、鐵溝料界面，富SiO2 和CaO 渣和鐵溝料中細(xì)小氧化鋁反應(yīng)形成的鈣長(zhǎng)石和鈣黃長(zhǎng)石（使用溫度下呈液相）從耐火材料基質(zhì)中流失，將基質(zhì)中的氧化鋁耗盡后，渣侵蝕轉(zhuǎn)向大氧化鋁顆粒。同時(shí)，一旦基質(zhì)被侵蝕，SiC 顆粒即松動(dòng)，進(jìn)而沖進(jìn)渣中。在渣/鐵界面附近，容易發(fā)生以下反應(yīng)：

SiO2+2C=Si+2CO。若渣中SiO2 含量高，反應(yīng)容易進(jìn)行，從底部生成的CO 氣泡加速了對(duì)鐵溝料的侵蝕，從而影響鐵溝料的使用壽命。出鐵溝內(nèi)襯的嚴(yán)重侵蝕在渣/鐵界面處，添加一定量的復(fù)合結(jié)合劑可提高鐵溝料的抗侵蝕性。

不同的施工方式對(duì)鐵溝料壽命的影響

現(xiàn)在大中型高爐出鐵溝采用儲(chǔ)鐵式整體澆注施工，對(duì)出鐵溝用耐火材料使用性能的要求也越來(lái)越高。為了適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)的使用要求，筑溝用耐材由初的搗打料逐步發(fā)展為低水泥澆注料、自流澆注料、快干澆注料等多種施工形式產(chǎn)品。隨著出鐵溝料的優(yōu)化改進(jìn)，使出鐵溝修筑施工更加安全方便。現(xiàn)在大中型高爐出鐵溝已普遍使用高品質(zhì)的Al2O3-SiC-C 質(zhì)超低水泥快干澆注料，具有施工流動(dòng)性好、侵蝕小、耐沖刷性及熱震穩(wěn)定性較好、產(chǎn)品成本降低、綜合效益提高等特點(diǎn)，單溝一次通鐵量由初的5~10 萬(wàn)噸發(fā)展為現(xiàn)在的16 萬(wàn)噸以上。

鐵溝料在施工維護(hù)時(shí)應(yīng)注意出鐵溝外殼槽設(shè)計(jì)，槽內(nèi)耐材的砌筑安裝和鐵溝澆注模具的設(shè)計(jì)。支胎膜前應(yīng)先將胎膜表面均勻涂抹一層黃油，以便于澆注后脫膜分離，要將胎膜和鐵溝鋼槽連接焊牢，以免澆注過(guò)程中胎膜移動(dòng)，造成鐵溝變形，影響正常出鐵。澆注施工采取連續(xù)施工，加水量均勻，振搗一致。

澆注料初凝后，即可進(jìn)行拆模工作，拆模時(shí)應(yīng)先將模具焊接點(diǎn)砸開(kāi)，再用天車(chē)將胎膜拔活、吊出。吊模具時(shí)吊車(chē)?yán)K應(yīng)與模具吊點(diǎn)垂直，均勻用力不得生拉硬拽，以免將澆注后的澆注料溝形局部損壞，影響使用。鐵溝烘烤時(shí)應(yīng)先小火后大火，掌握烘烤時(shí)間和升溫曲線(xiàn)，小火烘烤時(shí)間越長(zhǎng)越好，準(zhǔn)備出鐵前3 小時(shí)~5 小時(shí)應(yīng)用大量木柴加焦炭、煤氣加氧烘烤把澆注料表面燒紅，烘烤得越徹底，鐵溝越耐用。

在維護(hù)施工時(shí)，應(yīng)先將鐵溝內(nèi)襯殘余渣鐵清除干凈，出鐵溝內(nèi)襯表面已氧化的耐火材料也應(yīng)清除干凈，再重新澆注鐵溝料，這樣保證兩者更好結(jié)合，否則影響鐵溝料的使用壽命。

鐵溝結(jié)構(gòu)對(duì)其壽命的影響

大中型高爐出鐵溝分為主鐵溝、撇渣器、鐵水溝、擺動(dòng)溝和渣溝。高爐出鐵溝內(nèi)襯易損毀的部位是主鐵溝，特別是距出鐵口1m~3m 處的落鐵點(diǎn)湍流沖擊區(qū)和撇渣器過(guò)梁底部襯里損壞更快。因此，這些部位要選用強(qiáng)度高、耐磨性好和抗氧化能力強(qiáng)的溝襯材料。

高爐主鐵溝可分為儲(chǔ)鐵式、半儲(chǔ)鐵式和非儲(chǔ)鐵式3 種。大中型高爐儲(chǔ)鐵式主溝因有300mm~700mm 的鐵水層，溝底襯里幾乎很少損壞，即鐵溝料的壽命較長(zhǎng)。它與非儲(chǔ)鐵式主溝和半儲(chǔ)鐵式主溝相比，具有以下3 種優(yōu)點(diǎn)：

一是與其他兩種形式主溝相比，儲(chǔ)鐵式主出鐵溝的傾斜度低，使鐵水在鐵溝中停留時(shí)間大大延長(zhǎng)，有助于渣和鐵水更有效地分離，鐵水?dāng)y帶的渣少，因而出鐵溝和鐵水包所受的渣蝕較輕。

二是由于從高爐出鐵口鐵水直接沖擊的是主鐵溝內(nèi)池中儲(chǔ)存的鐵水，大大減輕了對(duì)鐵溝的沖刷，因而鐵溝料的使用壽命延長(zhǎng)。

三是較低的傾斜度降低了鐵水流速度，因而也減弱了鐵流對(duì)襯里的沖擊力，延長(zhǎng)了鐵溝料的使用壽命。

因此，將中小型高爐出鐵溝設(shè)計(jì)成儲(chǔ)鐵式鐵溝是可取的，既可能延長(zhǎng)出鐵溝料使用壽命，又能易于渣鐵分離，提高鐵水質(zhì)量。

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