高爐各部位用耐火磚選擇

在生產(chǎn)過程中，高爐爐墻的耐火磚襯受到多方面的作用而逐步被侵蝕，因此在選擇各部位的耐火磚襯時應(yīng)遵循的原則是：耐火磚襯要與該部位的熱流強度相對應(yīng)，以保持在強熱流的沖擊下，磚襯仍能保持整體性和穩(wěn)定性；耐火磚襯要與該部位的侵蝕機理相對應(yīng)，以緩解和延緩內(nèi)襯破損速度，延長高爐壽命；盡量選用價格/性能比低的耐火材料，即選用耐火磚價格相對低一些而性能又好，不應(yīng)盲目選用價格昂貴的高級耐火材料。各部位耐火磚襯選擇的方法是：
1、爐喉。主要承受人爐料的沖擊和磨損，一般選用鋼磚或水冷鋼磚。
2、爐身上部。這部位是析碳反應(yīng)2CO2→CO+C易發(fā)生的地區(qū)，而且堿金屬、鋅蒸氣的侵蝕也在這個地區(qū)發(fā)生，再加上下降爐料和上升煤氣流的沖刷和磨損，因此應(yīng)選用抗化學(xué)侵蝕和耐磨性好的耐火材料，最適宜的是高致密度粘土磚、高致密度的三等高鋁磚或磷酸浸漬的粘土磚。現(xiàn)代大型高爐上采用薄壁結(jié)構(gòu)時，常用1~3段反扣冷卻壁取代耐火磚磚襯。
3、爐身中下部和爐腰。破損的主要機理是熱震剝落，高溫煤氣沖刷，堿金屬、鋅和析碳的作用，以及初渣的化學(xué)侵蝕。磚襯應(yīng)選用抗熱震、耐初渣侵蝕和防沖刷的耐火材料。現(xiàn)在國內(nèi)外大型高爐選用性能良好但價格昂貴的碳化硅磚(氮化硅結(jié)合、自結(jié)合、賽隆結(jié)合)，以使壽命達(dá)到8年以上。實踐證明，再好的耐火材料也是要被侵蝕的，達(dá)到平衡(大概侵蝕到原厚度的一半)時才能穩(wěn)定，這個時間大概為3年左右。實際上，使用性能良好的燒成鋁碳磚(耐火磚價格便宜得多)，也能達(dá)到這個目標(biāo)。所以1000 m3及其以下高爐都可采用鋁碳磚。
4、爐腹。破損的原因主要是高溫煤氣的沖刷和渣鐵的沖刷，這部位的熱流強度很大，任何耐火材料都不能長時間的抵御，在生產(chǎn)中主要靠渣皮工作，所以這部分不必選用太昂貴的耐火材料。這部位耐火材料壽命不長(長則1～2個月，短則2～3周)，一般選用耐火度高、荷重軟化溫度高和體積密度大的耐火材料，例如高鋁磚、鋁碳磚等。
5、爐缸風(fēng)口區(qū)。這部位是高爐內(nèi)唯一進(jìn)行氧化反應(yīng)的區(qū)域，產(chǎn)生的高溫可達(dá)1900～2400℃，磚襯受到高溫引起的熱應(yīng)力的破壞，以及高溫煤氣沖刷、渣鐵侵蝕、堿金屬侵蝕、循環(huán)運動焦炭的沖(
6、爐缸下部和爐底。高爐內(nèi)襯侵蝕嚴(yán)重的地區(qū)，其侵蝕程度歷來是決定高爐一代壽命的依據(jù)。早期的爐底因無冷卻，大多采用單一的陶瓷質(zhì)耐火材料，因此熱應(yīng)力使砌體產(chǎn)生裂縫，鐵水滲透入縫而使?fàn)t底磚漂浮是破損的主要原因。現(xiàn)在良好的爐底結(jié)構(gòu)陶瓷杯、交錯咬砌等)和冷卻，以及高質(zhì)量棕剛玉、灰剛玉磚和碳質(zhì)微孔、熱壓磚的使用，大大地延長了高爐爐底壽命。但是鐵水對炭磚的滲透溶蝕、堿金屬對炭磚的化學(xué)侵蝕、熱應(yīng)力對炭磚的破壞、CO，和H2O對炭磚的氧化仍然是威脅爐底、爐缸壽命的重要因素，而出鐵時的鐵水環(huán)流運動對爐缸磚襯圓周上的機械沖刷和溶蝕是爐缸損壞的首要因素。
這部分的耐火磚采用導(dǎo)熱性高、抗?jié)B透性高、抗化學(xué)侵蝕性高、氣孔率低、孔徑微小的熱壓小塊炭磚、微孔炭磚、熱壓半石墨炭磚以及用在陶瓷杯上的棕剛玉或灰剛玉磚等。在很長一段時間內(nèi)，中小高爐使用電煅燒無煙煤制成的優(yōu)質(zhì)自焙炭塊也取得了很好的效果。但改成陶瓷杯結(jié)構(gòu)后，就不應(yīng)再用自焙炭塊，而要用焙燒炭塊了。因為陶瓷杯結(jié)構(gòu)上的高鋁質(zhì)耐火材料的隔熱使自焙炭磚失去自焙的條件，不能使自焙炭磚形成整體，所以生產(chǎn)中出現(xiàn)了多次爐底燒穿事故(北臺等)。
鐵口區(qū)工作條件惡劣，現(xiàn)在采用與爐缸耐火材質(zhì)相匹配的鐵口組合磚砌筑，生產(chǎn)中使用的有碳質(zhì)、半石墨C-SiC質(zhì)、莫來石、SiC質(zhì)等。