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熔炼室熔池、炉墙和炉顶用耐火材料

     熔炼室由熔池、炉墙和炉顶等构成,是平炉的主体部分,工作温度为1700℃左右,吹氧操作时可达1750℃以上。每炼一炉钢,熔炼室的炉衬都经受高温及温度的急剧变化、熔渣侵蚀、钢液冲刷及装料时的机械和炉料的撞击等,因此工作条件极为苛刻,必须选择优质的碱性耐火材料作炉衬。

    1、熔池。由炉底和堤坡组成,工作温度约为1600℃。该处砌体承受温度变化、机械冲撞和化学侵蚀等作用,尤其是渣线区损毁最快,是薄弱环节。熔池砌体的厚度,根据炉子吨位即装料量的不同而异,一般为560~1040mm。炉底结构是复合的,先在炉壳钢板上铺一层石棉板,再干砌粘土质耐火砖,然后砌筑镁砖。该层先平砌,上面两层侧砌或竖砌。但最上面的一层砌筑方向,必须顺着出钢口中心线,以避免出钢时被冲毁。1985年以来炉底结构有所改进,即在侧砌镁砖时夹铺一层200mm厚的镁砂打结层,其上用300mm长的优质高纯镁砖竖砌工作层。另外,在距门坎面约800mm以下的堤坡镁砖和粘土砖的砌体之间,也夹有一层约100mm厚的镁砂打结层,堤坡全部采用镁砖错缝平砌,上、下层错台形成阶梯状,砖缝不大于2mm,并撒入干的镁砂粉。出钢口和出渣口部位承受高温、钢液与熔渣的冲刷和侵蚀,工作条件较差,镁砖的砖缝应不超过1mm,且不留设膨胀缝使自成整体,便于维护和检修。熔池工作层一般为镁砂打结层,厚度为150~400mm。装料前,镁砂层应进行烧结即炼炉底,形成致密的整体衬,以防止钢水和熔渣的渗透并减少侵蚀。该层先后采用过冶金镁砂、高镁合成砂和高铁合成砂等,主要依靠生成低熔点物质作为结合相,促进炉底打结层的烧结,但不适应吹氧强化冶炼的要求。氧气炼钢平炉一般用电熔皮砂和重烧镁砂配成的高密度镁砂混合物,不加矿化剂,冷铺后炼制成炉底工作层,平均寿命60次左右,比合成镁砂的炉底寿命提高1倍多,比冶金镁砂炉底的寿命提高约两倍。当每次出钢后,易损的渣线区和炉底局部需用镁砂干料喷补或人工投补。熔池每冶炼数十炉钢,就要炼炉底,即做新的烧结层。因此,平炉中修时,一般无需更换炉底。
    2、炉墙。指熔炼室炉门(装料门)门坎面以上的砖砌体,与堤坡和炉顶紧密相连,其工作温度为1700℃左右。炉墙分为端墙、前墙和后墙,两个炉门之间的前墙,又称为前墙垛。炉墙全部采用镁砖干砌,砖缝不超过2mm,并夹入0.5mm的薄铁片,在高温下可使砖烧结在一起,形成整体。每层砌体之间,允许采用卤水调制的镁火泥湿砌。除前墙垛外均留设适当的膨胀缝。无论固定式平炉或倾动式平炉的前后墙均向外倾斜砌筑。前墙以镁砖干砌,错台呈阶梯状,而后墙则砌成斜的,务必使砖面与炉壳面保持垂直,以防止炉子倾动时倒塌。为了扩大平炉的容量,常用干镁砂做成假门坎,致使炉墙下部的砌体,经常承受熔渣和钢液的严重化学侵蚀,损毁较快,需进行维修。装料时,前墙垛经常受到装料机的碰撞和机械磨损,同时还承受较急剧的温度变化作用。因此使用寿命较短,需进行日常维修。当平炉小修时,前墙垛全部更换重砌,后墙也需局部补砌或修补。根据平炉容量的不同,前墙安装3~5个炉门,用于装炉料、兑铁水和补炉等。炉门盖为升降式的,用镁砖或高铝砖砌筑内衬,因经常掉砖,需进行小修。当采用碱性耐火浇注料作内衬时,整体性好,使用寿命显著提高。
    3、炉顶。呈拱形吊挂式砌体结构,其工作温度一般为1700℃以上,吹氧时可达到1750℃左右。在出钢后和装冷料、补炉期间,炉顶温度降低较多。即炉顶除受高温和温度骤变的作用外,还受飞溅的熔渣和钢液化学侵蚀、高温气流冲刷等作用,因此最易熔蚀和剥落,是熔炼室衬体的最薄弱环节。平炉小修时,炉顶前部靠炉门口一侧及部分斜炉顶需更换。中修时,大部分炉顶需要重砌。炉顶整个使用周期称为一个炉役,即代表平炉寿命,以炼钢次数表示。世界大多数国家平炉炉顶采用镁铬砖或方镁石尖晶石砖砌筑。中国于20世纪50年代末期,根据镁质和高铝质原料的特性,应用镁铝尖晶石基本理论,创造性地开发了平炉炉顶用镁铝砖,显著地提高了平炉炉龄。随着平炉冶炼新工艺的不断出现,镁铝砖又不能满足其要求,为此,采用MgO约为95%的电熔镁砂等高纯原料,开发了中档镁铝砖和镁铝铬砖,并取得了良好的使用效果。当平炉采用吹氧等强化冶炼措施时,其平均炉龄超过300炉次。平炉炉顶维护方法较多,最佳的措施是用火焰喷补,它具有不降低炉顶温度和喷补层与原砖层粘结牢固等优点,可显著提高炉子的使用寿命。
信息来源:http://www.bestbw.com

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