高爐煉鐵時(shí)各部位工作環(huán)境及耐火材料選擇

總體來(lái)說(shuō)，高爐冶煉時(shí)各部位的工作環(huán)境都很惡劣，但也有些細(xì)微區(qū)別。

爐喉：它主要起保護(hù)爐襯作用。爐喉止常工怍時(shí)，溫度為400〜500℃，受爐料的撞擊和摩擦較為激烈，極易磨損。因此，爐喉部位〜般多用高鋁磚砌筑，爐喉鋼磚一般采用鑄鋼件，即使這樣，爐喉受侵蝕仍不可避免，特別是爐喉鋼磚下沿受物料沖右磨損更為突出。

爐身：它是高爐本體的重要組成部分，起著爐料的加熱、還原和造渣作用，自始至終承受著煤氣流的沖刷與物料沖擊。但爐身上部和中部溫度較低(400〜800℃)，無(wú)爐渣形成和渣蝕危害。這部位主要承受爐料沖擊、爐塵上升的磨損或熱沖擊(最高達(dá)50C/min)或者受到堿、鋅等的侵入，碳的沉積而遭受損壞。

爐身下部溫度較高，有大量爐渣形成，有熾熱爐料下降時(shí)的摩擦作用;煤氣上升時(shí)粉塵的沖刷怍用和堿金屬蒸氣的侵蝕作用。因此這個(gè)部位極易受侵蝕，嚴(yán)重者冷卻器全被侵蝕光，只靠鋼甲來(lái)維持。例如，某鋼廠5號(hào)商爐，1996年4月破損調(diào)査時(shí)發(fā)現(xiàn)，7段I鋼甲裂紋像網(wǎng)一樣縱橫交錯(cuò)，幾乎連成一片，裂紋、龜裂嚴(yán)重，此段冷卻壁基本全部被侵蝕、蝕光，只靠鋼甲來(lái)維持(爐役后期)的。這種現(xiàn)象在全國(guó)其他高爐上也可能有類似現(xiàn)象。也就是說(shuō)，高爐壽命長(zhǎng)短與爐身部位的壽命長(zhǎng)短有很大關(guān)系。因此，該部位(特別是爐身下部)要求選用有良好抗渣性、抗堿性及高溫強(qiáng)度和耐磨性較高的優(yōu)質(zhì)粘土磚、高鋁磚和剛玉磚。表9-2為高爐各部位磚襯侵蝕原因。

爐腰：它起著上升煤氣流的緩沖作用。爐料在這里已部分還原造渣，透氣性較差，同時(shí)渣蝕嚴(yán)重。另外，爐腰部位的溫度高(1400〜1600℃)，高溫輻射侵蝕嚴(yán)重;堿的侵蝕也比較嚴(yán)重：含塵的熾熱爐氣上升，對(duì)爐襯產(chǎn)生較強(qiáng)的沖刷作用;焦炭等物料產(chǎn)生摩擦;熱風(fēng)通過(guò)時(shí)引起溫度急劇變化作用。所以，爐腰也是極易受損的區(qū)域，直接影響了高爐壽命。

爐腹：爐腹連接著爐缸和爐腰。一般作上大下小設(shè)計(jì)也正適應(yīng)氣體體積增加和爐料變成渣鐵后體積縮小的需要。該部位溫度更高。其下部爐料溫度約在1600〜I650℃，氣流溫度也高，并形成大量的中間渣(指處于滴落過(guò)程中成分、溫度在不斷變化的爐渣，國(guó)外稱爐腹渣)開(kāi)始滴落。因此，該部位所受的熱輻射、熔渣侵蝕都很嚴(yán)重。另外，堿金屬的侵入、碳的沉積而引起的化學(xué)作用、由上而下的熔體和由下而上的熾熱氣流的沖刷作用也加劇。所以，該部位也一良是高爐易受損區(qū)域。

爐缸、爐底：爐缸主要起著燃燒焦炭和儲(chǔ)存渣鐵的作用。由風(fēng)口鼓入的熱風(fēng)首先與焦炭燃燒，產(chǎn)生煤氣(即煤氣的初始分布)供給高爐冶煉還原用。風(fēng)口區(qū)是高爐內(nèi)溫度最高的區(qū)域，一般在1700〜2000℃以上。煉鐵生產(chǎn)的終了產(chǎn)物渣鐵也聚集在爐缸，周期地由渣口和鐵口排出。爐缸的襯磚(特別是碳磚)主要受渣鐵水的沖刷與侵蝕，爐底主要是保護(hù)爐缸，避免渣鐵泄漏。但爐底磚襯主要受鐵水的沖刷侵蝕，乃至損毀。鐵水侵入可引起耐火磚上浮，化學(xué)侵蝕可引起耐火磚脆化層的擴(kuò)展，從而使高爐爐底耐火材料發(fā)生嚴(yán)重破壞。由于爐缸、爐底耐火磚襯受侵蝕后不易修補(bǔ)，因此其損壞程度往往決定著高爐的一代壽命。該部位要求耐火材料具有耐渣鐵水的侵蝕、滲透，耐堿性和導(dǎo)熱性要好。

出鐵口：隨著高爐日趨大型化，導(dǎo)致每日出鐵次數(shù)增多，周而復(fù)始，出鐵口的工作條件是相當(dāng)苛刻的。出鐵口既要受到鐵水環(huán)流、爐渣、堿的侵蝕和摩擦作用，又要受到從出鐵到出鐵結(jié)束溫度變化所帶來(lái)的熱沖擊，同時(shí)也受到開(kāi)鐵口或堵鐵口時(shí)的機(jī)械振動(dòng)損傷。