耐火材料厂家

电 话:0371-56777921
24小时销售热线:13937170928
郑州荣盛窑炉耐火材料有限公司
公司总部:郑州市大学南路电商港6号楼10层/11层
生产基地:河南省新密市来集镇李堂工业园区
邮 箱:3491492646@qq.com

当前位置:主页 > 行业知识 > 行业知识

高炉用耐火材料之炭砖介绍

时间:2021-09-13 16:00 作者:耐火材料厂家点击:


 
 
自20世纪50年代以来,由于碳砖的高导热性、低润湿性、低渗透性等特点,炼铁高炉炉底、炉缸均大量采用碳质耐火材料,部分高炉的腰、下段也采用碳质耐火材料。
 
使用炭化耐火材料后,高炉的炉役明显延长,炉底、炉缸烧损事故较少。然而,随着高炉大型化和强化冶炼技术的应用,衬里材料的工作条件越来越差,对衬里材料提出了更高的要求。
 
通过对高炉炭砖腐蚀情况的研究,提高其使用寿命的主要途径有:
(1)高炉不同部位使用不同质量的碳砖。如图2所示,中国上海宝山钢铁有限公司的4063m3高炉采用日本电极有限公司的成套高炉炭砖,共有5种型号。一碳化硅砖(GB1)和石墨块(BC6)炉底和炉缸的一部分采用耐碱性较高的BC5碳砖,在炉缸上部采用导热性高的G11炭砖,炉底键槽用耐磨性高的KC6砖;
(2)生产导热性高、耐碱性强、渗透性低的微孔炭砖。为了提高碳砖的导热性和耐碱性,配方中可以使用电锻无烟煤作为主要原料,并添加适量的石墨粉碎、二氧化硅、碳化硅或纯硅等添加剂;
(3)为减少砌筑时的间隙,炉底炭砖应尽可能大。必要时,炉底炭砖应浸泡一次,以提高炭砖的体积密度,降低孔隙率;
(4)炉缸炭砖除传统挤压成型的大型炭砖外,采用高温模压炭砖也是延长炉缸寿命的有效途径。
用电锻无烟煤制成的半石墨炭砖、少量碳化硅碳化硅炭砖,再加入碳化硅、碳化硅、氧化铝后制得的微孔炭砖、高温热压炭砖、振动成型工艺生产的碳化硅碳砖,再经振动成型工艺生产的不烘烤,并在出厂前不烘烤,加入高炉后用烘烤炉和初热烘烤形成整体炭砖。
用无烟煤作为生产高炉炭砖的主要原料,由于产品的原料来源不同,产品的灰分和挥发分不同,需要在竖炉内进行热处理,其它原料有人造石墨和特殊的外加物(金属和氧化物粉)等,结合剂是脱水沥青等。
 
普通高炉炭砖是如何损坏的?
采用普通高炉炭砖、无烟煤(锻烧温度1250℃左右)为主要原料,在砌体熔炼强度不高、容积1000-2500m3的中型高炉中添加一定量的冶金焦和石墨粉。坯料经挤出成型后,在烘焙炉中烘烤,温度应达到1100℃以上。烘焙后,根据用户提供的图纸,用铣床和刨床进行机械加工。在工厂中,加工过的炭砖应预先安装并检查相邻块间的间隙。
 
碳耐火材料耐火、导热性好、热稳定性好、线膨胀系数小、高温强度高、耐磨性好,耐各种酸、碱、盐及有机溶剂的侵蚀,不易被熔渣、铁水的侵蚀,但在氧化气氛下容易氧化。碳制品的生产过程与其它耐火制品大体相似,但生产碳制品时,必须防止高温下碳氧化。
原料煅烧和产品焙烧应在还原氛围下进行。在使用前,无烟煤应进行锻烧,以排除挥发性、硫化性和水分,提高其体积稳定性、机械强度和抗氧化性。焦炭应先干燥,以免因含水量过高而造成成形成困难,烘焙过程中产品开裂。沥青也应加热脱水。
 
普通高炉炭砖是如何损坏的?
为了提高高炉的生产效率和节能,碳砖的腐蚀与质量得到了改善。碳砖损坏的主要原因如下:
(1)熔和渣(含大量碱金属)对炭砖的渗透性和腐蚀性。随着高炉出铁效率的提高,铁水中碳的不饱和度增加,铁水和碳砖的反应加剧,铁水不断渗透到碳砖的气孔和碳砖之间的间隙中,碳砖的构造变得疏松熔化,铁水和熔渣中的碱金属氧化物也与碳砖反应,形成脆化层,产生龟裂,碳砖的强度下降
(2)铁水、熔渣和煤气对碳砖的机械冲刷;
 
(3)由于普通炭砖导热性不高,高温下产生的热应力导致炭砖开裂,开裂逐渐扩大到完全断裂;
(4)煤气中的CO2和水蒸气氧化碳砖。以上四个原因中熔融的铁水和渣对碳砖的渗透和侵蚀,以及热应力的破坏,是高炉碳砖损坏的主要原因。
在生产过程中,各种原料按规定成分混合,在加热状态下混合,压制成型,然后在隔离空气的还原氛围中烘焙,去除挥发性物质,使其再次加热时体积稳定。
 
YB2804-1991冶金工业标准规定了高炉普通炭砖的理化指标,并对其尺寸允许偏差和外形质量作了相应规定。
如果普通炭砖用煤沥青浸泡一次,普通炭砖的体积密度和机械强度可以明显提高,称为高密度炭砖。降低高密度炭砖的孔隙率可以降低铁水或熔渣的渗透率。用来砌筑满铺炉底或非强化冶炼的高炉衬里。
 
高炉自烤炭砖是什么?
自烤炭砖是我国炼铁和炭素生产人员经过多年的艰苦探索,研制出的一种独创的炭质耐火材料。
本发明采用无烟煤为骨料,锻烧无烟煤、焦炭混合粉为细粉,以中温煤沥青为粘结剂,在一定温度下混合均匀,采用高频模压振动成型,外形尺寸精确,物理化学性能特殊。其特点是耐高温、导热性能好、高温强度高、抗铁渣腐蚀和价格低廉。
自烤炭砖在生产和使用中有以下特点:
(1)生产工艺简单,投资成本低,施工方便;
(2)外形规则,无需精密加工即可砌成所需炉衬;
(3)烘炉和高炉生产过程中的热量烘烤后,可形成接近无缝的整体衬里;
(4)在烘焙过程中(单面加热条件),煤焦油沥青挥发物反向移动,在工作热端基质孔中产生热解碳,填充气孔,使砖自行致密;
(5)能吸收炉衬加热时产生的温度应力,减轻热应力对炉衬的破坏;
(6)在炉内高温渣铁等介质的催化作用下,产生非均质石变化,提高炉衬的热传导性和耐化学腐蚀性,使1150℃的铁水凝固等温度线向炉内移动。
由于自烤炭砖的特性和炉内质量变化,终提高了炉衬的稳定性和耐久性,使自烤砖在中小高炉中得到广泛应用,取得了良好的技术经济效果。大型高炉采用半石墨自烤炭砖,可降低铁水熔融指数,提高导热性,提高耐碱腐蚀性,增强抗氧化性,改善耐冲刷磨损性,减少残留收缩。
 
半石墨高炉炭砖
半石墨碳砖的主要特点是以高温电锻烧无烟煤为原料,电锻烧温度可达1500-2000℃,使无烟煤进入半石墨化状态(电阻率比一般锻烧无烟煤低50%以上),生产时半石墨碳砖一般不以冶金焦为粉料,而以磨碎石墨碎(石墨电极废品或加工时的切削碎屑)为粉料,这种半石墨碳砖的导热性能明显提高,而且耐碱金属盐的腐蚀性能也比普通碳砖好得多,有逐步取代普通碳砖的趋势。
由于过去普通碳砖的主要缺点是导热性低(一般为2~5W/(m·K),耐碱性差,半石墨碳砖开发过程中首先要解决导热性和耐碱性低的问题,其次要进一步提高其抗氧化性和耐铁水的熔化性。因为提高其相关性能的关键因素是原材料的质量,所以有必要从原材料的选择、制备甚至后续的生产过程中进行研发和改进。
 
国产半石墨炭砖与日本BC-5半石墨炭砖相比,具有相当的热导率、抗碱性和铁水腐蚀性。德国半石墨碳砖在600℃时的热传导率可达18.04W/(m·K),优于普通国产半石墨炭砖,其它性能相当。而国内某公司的半石墨炭砖在热导率、微孔指数等方面均优于德国同类产品。
碳质耐火制品是以碳素为主要组分,以焦炭(包括冶金焦、石油沥青焦等)为原料,以石墨或热处理的无烟煤为原料,以碳质有机材料如焦油、沥青等为结合剂的产品。这种产品包括碳砖、石墨人造石墨和半石墨碳砖,主要由焦炭或无烟煤组成。
 
碳制品的使用条件、技术要求和原材料特性是选择原材料和比例的重要依据。在配方中,原材料必须根据原材料的不同特性和对产品的要求进行选择。碳原料的特性比较如下:
热传导。
石墨>无烟煤>焦炭;
氧化。
焦炭>无烟煤>石墨;
铁水溶解。
石墨>焦炭>无烟煤;
与碱的反应。
焦炭>无烟煤>石墨;
高温体积稳定性。
石墨>无烟煤>焦炭。
半石墨高炉炭砖用于砌筑强化冶炼高炉下部和炉缸上部。目前YB4037-1991行业标准规定了其理化指标,还规定了尺寸允许偏差和外观质量。
 
耐火材料出现开裂、脱落、易磨损怎么办?荣盛耐材从根源挖掘,分析出真正的原因,让窑炉寿命运行更长!郑州荣盛窑炉耐火材料有限公司从事耐材生产、研发服务多年,欢迎广大新老朋友技术交流及咨询。
耐火材料厂家-荣盛耐材

电 话: 0371-56777921 手机:13937170928
公司总部:郑州市大学南路电商港6号楼10层/11层
生产基地:河南省新密市来集镇李堂工业园区
公司营业执照信息公示 版权所有 CopyRight 2014 Rongsheng All Rights Reserved.