高爐煉鐵時各部位工作環境及耐火材料選擇

總體來說，高爐冶煉時各部位的工作環境都很惡劣，但也有些細微區別。

爐喉：它主要起保護爐襯作用。爐喉止常工怍時，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，有熾熱爐料下降時的摩擦作用;煤氣上升時粉塵的沖刷怍用和堿金屬蒸氣的侵蝕作用。因此這個部位極易受侵蝕，嚴重者冷卻器全被侵蝕光，只靠鋼甲來維持。例如，某鋼廠5號商爐，1996年4月破損調査時發現，7段I鋼甲裂紋像網一樣縱橫交錯，幾乎連成一片，裂紋、龜裂嚴重，此段冷卻壁基本全部被侵蝕、蝕光，只靠鋼甲來維持(爐役后期)的。這種現象在全國其他高爐上也可能有類似現象。也就是說，高爐壽命長短與爐身部位的壽命長短有很大關系。因此，該部位(特別是爐身下部)要求選用有良好抗渣性、抗堿性及高溫強度和耐磨性較高的優質粘土磚、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，同時渣蝕嚴重。另外，爐腰部位的溫度高(1400〜1600℃)，高溫輻射侵蝕嚴重;堿的侵蝕也比較嚴重：含塵的熾熱爐氣上升，對爐襯產生較強的沖刷作用;焦炭等物料產生摩擦;熱風通過時引起溫度急劇變化作用。所以，爐腰也是極易受損的區域，直接影響了高爐壽命。

爐腹：爐腹連接著爐缸和爐腰。一般作上大下小設計也正適應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(指處于滴落過程中成分、溫度在不斷變化的爐渣，國外稱爐腹渣)開始滴落。因此，該部位所受的熱輻射、熔渣侵蝕都很嚴重。另外，堿金屬的侵入、碳的沉積而引起的化學作用、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域。

爐缸、爐底：爐缸主要起著燃燒焦炭和儲存渣鐵的作用。由風口鼓入的熱風首先與焦炭燃燒，產生煤氣(即煤氣的初始分布)供給高爐冶煉還原用。風口區是高爐內溫度最高的區域，一般在1700〜2000℃以上。煉鐵生產的終了產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，化學侵蝕可引起耐火磚脆化層的擴展，從而使高爐爐底耐火材料發生嚴重破壞。由于爐缸、爐底耐火磚襯受侵蝕后不易修補，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，耐堿性和導熱性要好。

出鐵口：隨著高爐日趨大型化，導致每日出鐵次數增多，周而復始，出鐵口的工作條件是相當苛刻的。出鐵口既要受到鐵水環流、爐渣、堿的侵蝕和摩擦作用，又要受到從出鐵到出鐵結束溫度變化所帶來的熱沖擊，同時也受到開鐵口或堵鐵口時的機械振動損傷。