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混铁炉用耐火材料的发展

时间:2018-03-30 17:26 作者:艾米点击:

  在20世纪60年代初期开始提出混铁炉(鼓形)内衬的耐火材料问题,关于混铁炉的耐火材料,已经在50年代以西德为中心进行了相当的研究和试用,从这种意义讲,混铁炉内衬的技术是随着LD转炉的引进而随之引进的。

  1953年,Stahl u Eisen上发表的A. Lotour等人的文章是有关Volklingen的混铁炉内衬各种经验的归纳和总结,我们认为这是二次世界大战后初的该领域的论文。紧接着进行了白云石砖或是不烧镁砖的使用,通过添加CaO进行渣控制而提高其内衬寿命、含有碱性物质的影响调査等各种研究,欧洲在60年代初期作为适应LD转炉操作的混铁炉耐火材料的技术已经基本达到了成熟阶段,当然,在20世纪70年代也采取了许多的措施和方法。

  如图1、表1所示为20世纪60年代日本混铁炉有代表性的内衬结构及其耐火材料的质量特性。60年代初期内衬的基本构成为铁水冲刷部位是镁砖,炉顶是高铝砖的结构。

  表1混铁炉内衬耐火砖的质量实例(1960年左右)

  混铁炉内衬耐火砖的质量实例(1960年左右)

  混抶炉内衬构造实例(1960左右)

  图1混抶炉内衬构造实例(1960左右)

  当时,向高速吹炼法的LD转炉捉供熔融铁水的混铁炉,对铁水组成、温度的稳定要求很高,因此,炉容一般为500〜200 t的大型炉。在操作温度方面,一般的LD转炉用混铁炉在1300〜 1350℃,炉内的渣是加上高炉渣中铁水Si部分氧化成SiO2的CaO-Al2O3-SiO2类的酸性渣。

  有关混铁炉内衬的损耗机理也进行了相应的探讨,采取了提高寿命的对策,其损耗的主要原因大致分为:

  (1) 铁水对耐火砖接缝、气孔的侵人;

  (2) 渣的浸人、变质;

  (3) 由于铁水流动产生摩擦和耐火砖向渣中的溶解。

  特别是(1)、(2)由于结构急冷急热产生剥落,使接缝处选择性熔损氧化而变薄。铁水脱硫用的Na2CO3(纯碱)混入炉内时,增大了渣的侵入活性等因素影响很大,以下涉及的是调整渣的碱度,即提高(CaO+MgO)/SiO2比产生了良好的效果。

  混铁炉的寿命(出铁吨量),在20世纪60年代1000 t级时至少为50〜100万t(炉衬单耗为1 t铁0.5〜1.0kg),在70年代超过100万t,也有超过300万t的记录。这种情况的背景是在采用焦油浸溃烧成镁砖和直接结合耐火砖、通过轻烧白云石、石灰调整渣的碱度,进一步的是适应喷吹技术等技术措施的改善下所产生的。

  对于混铁炉内衬的问题,日本首先解决的一个问题是混铁车替代混铁炉。1980年之后,铁水用耐火材料的中心问题向混铁车和铁水预处理设备转移。

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