產品應用:煉鐵高爐
產品案例:蘇鋼、卡鋼
產品分類:高爐用耐火材料
產品描述:高爐用耐火材料有:半石墨碳磚、微孔碳磚、復合棕剛玉組合磚、碳復合磚或微孔剛玉磚、燒成微孔鋁碳磚、高鋁磚、粘土磚、碳素膠泥、粘土澆注料、緩沖泥漿、噴涂料等。
高爐是冶煉生鐵的主要設備,爐殼由鋼板焊制而成,內襯由耐火材料砌筑,爐殼和內襯之間設有冷卻設備。高爐內襯是維護高爐正常工作的保證,可減少熱損失,保護冷卻設備與爐殼免受熱應力和化學侵蝕。因此,高爐內襯所用耐火材料質量的好壞是決定高爐使用壽命的重要因素。今天,我們就高爐用耐火材料解決方案進行簡單說明。
一、瑞沃承包高爐用耐火材料案例
印尼蘇剛450m3高爐陶瓷杯、爐腹供貨,印尼卡鋼1080m3高爐爐身、爐腰、爐腹、陶瓷杯部分供貨,印度鋼鐵350m3高爐陶瓷杯、爐腹、爐腰等耐火材料供貨,土耳其450m3高爐爐體部分供貨等等。
二、高爐用耐火材料介紹
高爐用耐火材料部位有:爐喉、爐身、爐腰、爐腹、爐缸和爐底,爐缸部分有風口區和出鐵口區,高爐用耐火材料種類有:耐火磚及不定形耐火材料。
1、高爐用耐火磚有:半石墨碳磚、微孔碳磚、復合棕剛玉組合磚、碳復合磚或微孔剛玉磚、燒成微孔鋁碳磚、高鋁磚、粘土磚等。
2、高爐用不定形耐火材料有:碳素膠泥、粘土澆注料、緩沖泥漿、噴涂料等。
三、高爐用耐火材料具體介紹
1、爐底用耐火材料有:半石墨碳磚、碳質搗打料、碳素膠泥
1.1半石墨碳磚理化指標及用途
項目 |
指標 |
|
體積密度,g/cm3 ≥ |
1.5 |
|
顯氣孔率,% ≤ |
17 |
|
耐壓強度,Mpa ≥ |
30 |
|
抗折強度,Mpa ≥ |
8 |
|
抗堿性,級 |
U或LC |
|
導熱系數,W/m.k ≥ |
300℃ |
14 |
600℃ |
16 |
|
用途 |
用于砌筑高爐爐底 |
1.2碳質搗打料理化指標及用途
項目 |
指標 |
固定碳,% ≥ |
80 |
施工溫度,℃ |
常溫 |
體積密度,g/cm3 ≥ |
1.6 |
耐壓強度,Mpa ≥ |
10 |
導熱系數,w/m·k ≥ |
16 |
用途 |
用于半石墨碳磚與冷卻壁之間寬縫間隙的填充或爐底找平 |
1.3碳素膠泥理化指標及用途
項目 |
TJ-1A |
TJ-1B |
固定碳,% ≥ |
50 |
50 |
灰分,% ≤ |
10 |
20 |
揮發分,% ≤ |
39 |
30 |
水分,% ≤ |
1 |
1 |
擠壓縫試驗,≤ |
1 |
— |
粘結抗折強度,Mpa ≥ |
3 |
5 |
用途 |
配合半石墨碳磚、微孔碳磚的砌筑高爐內襯 |
2、爐缸用耐火材料:微孔碳磚;爐缸陶瓷杯用耐火材料:復合棕剛玉磚、剛玉莫來石磚、碳復合磚、微孔剛玉磚(四種耐火磚選其一)
2.1微孔碳磚理化指標及用途
項目 |
RWTZ-1 |
RWTZ-2 |
RWTZ-3 |
|
體積密度,g/cm3 ≥ |
1.65 |
1.7 |
1.7 |
|
顯氣孔率,% ≤ |
15 |
14 |
14 |
|
常溫耐壓強度,MPa ≥ |
40 |
35 |
30 |
|
鐵水溶蝕指數,%≤ |
20 |
18 |
18 |
|
抗堿性 |
UExcellent |
UExcellent |
UExcellent |
|
透氣度,mDa ≤ |
8 |
5 |
3 |
|
平均孔徑,μm ≤ |
0.8 |
0.5 |
0.5 |
|
<1μm孔容積,%≥ |
70 |
75 |
75 |
|
導熱系數,W/m.k ≥ |
室溫 |
7 |
/ |
/ |
300℃ |
10 |
/ |
/ |
|
600℃ |
12 |
20 |
30 |
|
用途 |
高爐爐缸缸壁砌筑 |
2.2.1爐缸陶瓷杯用耐火材料理化指標
項目 |
復合棕剛玉磚 |
剛玉莫來石磚 |
Al2O3,% ≥ |
78 |
80 |
SiC,% ≤ |
8-14 |
— |
Fe2O3,% ≤ |
1 |
1.5 |
體積密度,g/cm3 ≥ |
2.9 |
2.85 |
顯氣孔率,% ≤ |
15 |
19 |
常溫耐壓強度,Mpa ≥ |
100 |
100 |
0.2Mpa荷重開始軟化溫度,℃≥ |
1660 |
1550 |
重燒線變化率,% |
0-+0.2 |
±0.2 |
熱膨脹率,% |
0-+0.5 |
— |
抗渣溶蝕率 % ≤ |
10 |
— |
用途 |
高爐陶瓷杯砌筑 |
2.2.2爐缸陶瓷杯用耐火材料理化指標
項目 |
微孔剛玉磚 |
碳復合磚 |
||
WGZ-1 |
WGZ-2 |
CA-1 |
CA-2 |
|
Al2O3,% ≥ |
80 |
85 |
70 |
75 |
C,% ≤ |
— |
— |
9 |
9 |
Fe2O3,% ≤ |
1 |
0.8 |
— |
— |
常溫耐壓強度,Mpa ≥ |
100 |
120 |
55 |
60 |
體積密度,g/cm3 ≥ |
3.1 |
3.2 |
2.7 |
2.85 |
顯氣孔率,% ≤ |
16 |
14 |
16 |
15 |
透氣度,mDa ≤ |
1 |
0.5 |
1 |
0.8 |
鐵水溶蝕指數,% ≤ |
1.5 |
1 |
2 |
2 |
抗爐渣侵蝕率,% ≤ |
8 |
6 |
3 |
2 |
平均孔徑μm,≤ |
1 |
0.5 |
1 |
1 |
孔容積,% ≥ |
70 |
75 |
70 |
70 |
導熱系數,w/m·k ≤ |
5 |
5 |
12 |
15 |
氧化率,% ≤ |
— |
— |
1 |
1 |
用途 |
高爐陶瓷杯砌筑 |
3、爐腹、爐腰用耐火材料:燒成微孔鋁碳磚
3.1燒成微孔鋁碳磚理化指標及用途
項目 |
指標 |
||
RLT-1 |
RLT-2 |
RLT-3 |
|
Al2O3,% ≥ |
65 |
60 |
55 |
C,% ≥ |
11 |
11 |
9 |
Fe2O3,% ≤ |
1.5 |
1.5 |
1.5 |
體積密度,g/cm3 ≥ |
2.85 |
2.65 |
2.55 |
顯氣孔率,% ≤ |
16 |
17 |
18 |
常溫耐壓強度,Mpa ≥ |
70 |
60 |
50 |
0.2Mpa荷重開始軟化溫度,℃≥ |
1650 |
1650 |
1600 |
熱震穩定性,次≥ |
100 |
100 |
100 |
鐵水溶蝕指數,% ≤ |
2 |
3 |
4 |
透氣度,mDa,≤ |
0.5 |
2 |
2 |
平均孔徑,% ≤ |
0.5 |
1 |
1 |
孔容積,% ≥ |
80 |
70 |
70 |
抗堿性能,% ≤ |
10 |
10 |
15 |
導熱系數,w/m·k ≥ |
13 |
13 |
13 |
用途 |
高爐風口區以上的爐腹、爐腰部位砌筑高爐內襯 |
4、爐身用耐火材料有:爐身冷區用高鋁磚或燒成微孔鋁碳磚;爐身無冷區用致密粘土磚或磷酸鹽浸漬粘土磚
4.1爐身冷區用耐火材料理化指標
項目 |
高鋁磚 |
|||
GL-65 |
GL-55 |
GL-48 |
||
Al2O3,% ≥ |
65 |
55 |
48 |
|
Fe2O3, % ≤ |
2 |
2 |
2 |
|
顯氣孔率,% ≤ |
19 |
19 |
18 |
|
常溫耐壓強度,Mpa ≥ |
58.8 |
49 |
49 |
|
0.2 Mpa荷重軟化開始溫度,℃≥ |
1500 |
1480 |
1450 |
|
重燒線變化率% |
1500℃×2h |
+0~-0.2 |
+0~-0.2 |
-- |
1450℃×2h |
―― |
―― |
+0~-0.2 |
|
耐火度,℃≥ |
1790 |
1770 |
1750 |
|
用途 |
高爐爐身砌筑 |
4.2高爐爐身無冷區用耐火材料理化指標
項 目 |
粘土磚 |
磷酸浸漬粘土磚 |
||
ZGN-42 |
GN-42 |
GLN-42 |
||
Al2O3,% ≥ |
42 |
42 |
41-45 |
|
P2O5,%≥ |
— |
7 |
||
Fe2O3,%≤ |
1.6 |
1.7 |
1.8 |
|
顯氣孔率,% ≤ |
15 |
16 |
14 |
|
常溫耐壓強度,Mpa ≥ |
58.8 |
49 |
60 |
|
0.2 Mpa荷重軟化開始溫度,℃≥ |
1450 |
1430 |
1450 |
|
重燒線變化率,% |
1450℃×2h |
+0~-0.2 |
+0~-0.3 |
-0.2~0 |
耐火度,℃≥ |
1750 |
1750 |
1750 |
|
抗堿性,(強度下降率)% |
— |
15 |
||
用途 |
高爐爐身砌筑 |
5、爐喉用耐火材料有:粘土澆注料、緩沖泥漿
5.1粘土澆注料理化指標及用途
項目 |
YJ-CN-120 |
YJ-CN-130 |
YJ-NL-60 |
|
Al2O3,%≥ |
30 |
40 |
60 |
|
耐火度,℃≥ |
1610 |
1650 |
1720 |
|
體積密度,g/cm3 ≥ |
1.7 |
1.7 |
2.2 |
|
抗折強度,MPa ≥ |
110℃×24h |
4 |
5 |
3.5 |
1400℃×3h |
5.0(1200℃) |
6.0(1300℃) |
— |
|
耐壓強度,MPa ≥ |
110℃×24h |
— |
— |
9 |
3h燒后 |
— |
— |
35.0(1450℃) |
|
線變化率,% |
±1.0(1200℃) |
±1.0(1300℃) |
±0.3(1450℃) |
|
用途 |
澆筑高爐爐喉鋼磚與爐殼之間 |
5.2緩沖泥漿理化指標及用途
項目 |
指標 |
|
SiC,% ≥ |
50 |
|
Al2O3,% ≤ |
20 |
|
耐壓強度,Mpa ≥ |
110℃×24h |
1 |
1000℃×3h |
0.25 |
|
體積密度,g/cm3 ≥ |
1.6-1.7 |
|
收縮率,% ≤ |
1 |
|
熱態壓縮率,% ≥ |
30 |
|
用途 |
高爐爐喉與爐身相接處 |
6、耐火噴涂料理化指標及用途
項目 |
FN-130 |
DH-140 |
XA-1 |
CCH-1 |
中重質 |
重質 |
重質 |
致密質 |
|
Al2O3,% ≥ |
40 |
≥45 |
≥62 |
— |
耐火度,℃≥ |
≥1530 |
≥1610 |
≥1730 |
— |
耐壓強度,Mpa ≥ |
≥19.6 |
≥24.5 |
≥39.23 |
≥39.23 |
1300℃×3h |
900℃×3h |
|||
抗折強度,Mpa ≥ |
110℃×24h |
|||
≥3.92 |
≥6.86 |
≥5.88 |
≥4.9 |
|
熱態燒后 |
||||
1300℃ |
1300℃ |
1400℃ |
900℃×3h |
|
≥0.98 |
≥0.49 |
≥0.98 |
≥7.8 |
|
燒后線變化率,% |
1300℃×3h |
1400℃×3h |
1300℃×3h |
900℃×3h |
±0.1 |
±0.1 |
±0.1 |
±0.5 |
|
燒后體積密度,g/cm3 |
1300℃×3h>1.65 |
1400℃×3h>1.90 |
1300℃×3h |
90℃×3h |
>2.3 |
>2.0 |
|||
導熱系數,w/m·k |
0.58-0.70 |
— |
— |
— |
[0.5-0.6] |
||||
1300℃ |
||||
用途 |
高爐爐身上半部分、爐喉、爐底碳磚表面 |
7、低溫固化噴涂料理化指標及用途
項目 |
RDP-B1.5 |
Al2O3,% ≥ |
35 |
耐火度,℃≥ |
1540 |
體積密度,g/cm3(110℃×24h)≤ |
1.4 |
常溫耐壓強度,Mpa(110℃×24h)≥ |
15 |
常溫抗折強度,Mpa(110℃×24h)≥ |
3 |
重燒線變化率,%(1300℃×3h) |
±1.0 |
用途 |
高爐內襯與冷卻壁之間縫隙的填充 |
8、無水壓入泥漿理化指標及用途
項目 |
指標 |
水分,% ≤ |
1 |
固化溫度,℃ |
70-80 |
固化時間,H |
36-48 |
體積變化率,(150℃×50h)% ≤ |
1 |
體積密度,(110℃×24h)g/cm3 ≥ |
2.0 |
耐壓強度,(110℃×24h)Mpa ≥ |
40 |
用途 |
高爐爐殼與冷卻壁之間 |
四、高爐“陶瓷杯”優點
1、可提高鐵水出鐵溫度,有利于鐵水的再處理。
2、降低鐵水的滲透,使內襯更完整。
3、減少出鐵溝磨損,提高出鐵產量。
五、高爐用耐火材料要求
1、根據不同的使用部位,耐火材料要求具有一定的耐火度。
2、具有良好的高溫穩定性。
3、在長期的高溫環境下,耐磨性能要好。
4、導熱性好,可保護冷卻壁與外殼不受侵蝕。
5、抗侵蝕、抗沖刷性能好。
六、高爐用耐火材料注意事項
1、使用符合質量標準的耐火材料,按照爐體部位使用相應的耐火材料。
2、砌筑高爐內襯,嚴格按照施工標準砌筑,確保內襯的完整性。
3、非同材質耐火材料禁止混合使用。
4、施工期間注意安全。
七、高爐內襯砌筑方式
1、高爐砌筑用耐火磚有直形磚和楔形磚,砌筑方式為“錯縫砌筑”,要求不砍磚,如未達到要求可使用填縫料來調整。
2、爐底用碳磚砌筑,根據高爐砌筑設計進行砌筑工作,常見為三層。
3、陶瓷杯在耐火材料供應廠家預砌并編號后交付,預砌要求為:豎縫(輻射線)小于1㎜,水平縫小于1.5㎜、環縫小于2㎜。
4、風口、出鐵口組合磚預組裝,根據使用部位的要求預留磚縫,預組裝編號后進行交付。
5、為保證砌筑質量,應嚴格要求耐火磚外形尺寸。由于耐火磚砌筑部位不同,砌筑磚縫大小也不同。磚縫要求:爐底、爐缸0.5mm,爐腹、爐腰、爐身下部1.0mm,爐身上部不大于1.5mm,爐喉不大于2.0mm,碳磚薄縫2.0mm。
6、高爐砌筑時,耐火磚與耐火泥漿、填縫料為同材質。
八、高爐烘爐工作
高爐內襯砌筑完畢后就需要進行烘爐工作,一般烘爐時間為13天,即升溫6天,保溫2天,降溫(包括涼爐)5天。我們就高爐升溫烘爐做簡單介紹,烘爐其他工作可咨詢瑞沃技術人員。
1、高爐烘爐參數:
項目 |
溫度 |
風量 |
頂壓 |
占用 |
溫度界限 |
||
區間℃ |
m3/min |
MPa |
時間h |
爐頂℃ |
氣密箱℃ |
2VS入口℃ |
|
升溫 |
150~450 |
1500 |
0.02 |
144 |
300 |
70 |
60 |
保溫 |
450 |
1500~2000 |
0.02~0.025 |
48 |
300 |
70 |
60 |
降溫 |
450~150 |
1500~2000 |
0.02~0.025 |
72 |
300 |
70 |
60 |
涼爐 |
150~60 |
— |
— |
48 |
— |
— |
— |
2、高爐烘爐注意事項
(1)采用熱風爐烘爐,烘爐曲線的溫度控制以熱風溫度為準。風口前端溫度做參考,不做調節依據。
(2)烘爐廢氣由調壓閥組后、水封前的放散閥及消音器入孔放出。爐頂放散閥僅在對烘爐進程做調劑時使用。
(3)嚴格控制爐頂溫度和氣密箱溫度。在任何情況下不允許爐頂溫度超過300℃和氣密箱溫度超過70℃。
(4)在爐頂溫度、氣密箱溫度低于上限的情況下,在保持規定烘爐溫度的同時,應爭取使用較大的風量,以加速干燥過程。
(5)頂壓一般可控制在0.02~0.025Mpa范圍,用調壓閥組進行控制。
(6)烘爐結束時間的最終確定,應視實際烘干程度而定:各排氣孔不再有水汽排出,且已持續一段時間;廢氣的濕度比較穩定,接近大氣濕度。(差值小于1g/m3)
九、高爐開爐前工作事項
1、開爐前,對水、電、風、汽等系統及設備做好檢查及試運行,保證各項設備正常運轉。
2、確保爐內外耐火材料砌筑的烘爐工作。
3、準備質量好、數量充分的開爐料,要求水分少、雜質少,粒度均勻,還原性好。
4、高爐開爐前應在爐內人工做好泥包,高爐開始送風時,出鐵口會呈噴吹狀態,這時就需要使用炮泥進行堵塞,堵泥不能太多,第一爐鐵的鐵口比較難開,應視情況先用氧氣燒開,再放鐵水。
5、開爐工作一定要周到、安全。
十、高爐爐前操作注意事項
1、出鐵水時及時開口,出鐵完畢及時封口并打入無水炮泥,在高爐內形成泥包,泥包量視情況而定,瑞沃技術人員可負責在現場指導高爐操作人員。
2、注意操作安全與放鐵水的時間。
十一、高爐爐襯日常維護
1、建立爐襯水溫檢測系統
(1)每班檢測爐襯冷卻壁進出水溫度,并做記錄。
(2)水溫差出現異常要增加測量次數做記錄。
2、優化爐料
(1)爐襯侵蝕是不可逆的,首先要確保爐料的品質,是減緩爐襯侵蝕的方法之一。
3、嚴格控制出鐵管理
(1)優質出鐵口用耐火材料可提高高爐出鐵產量,降低爐缸內襯的侵蝕。
4、加強操作管理
(1)制定標準化高爐操作制度,要求每個崗位按照標準施行,杜絕個人失誤造成爐況負面影響。