高爐陶瓷杯耐材的選材

 

陶瓷杯是指在高爐爐底爐缸工作區域采用陶瓷結合的耐火材料，爐底采用2~3層耐火磚，搭配的杯壁在炭磚外側采用多種磚型耐火材料，在爐缸區域形成杯狀陶瓷襯。利用陶瓷杯的低導熱特性，將1150℃的等溫線阻擋在陶瓷層中，使碳磚避開800~1100℃的脆性斷裂區。由于陶瓷杯的存在，鐵水不直接接觸碳磚，從結構設計上緩解了鐵水和堿金屬對碳磚的滲透和沖刷破壞。只要陶瓷杯與碳磚內襯的內表面穩定存在，陶瓷杯顯然也起到隔熱的作用，可以降低碳磚表面的溫度，不僅節能降耗，還可以改善碳磚層的溫度分布。因此，陶瓷杯用耐火材料的要求具有以下性能:良好的耐鐵水熔蝕性能、良好的耐鐵水、耐渣液沖刷性能、良好的耐CO侵蝕性和耐堿性，良好的耐熱震性，在使用過程中應形成鍋底，避免腳型現象。

 

 

 

高爐爐缸的侵蝕形式

 

堿金屬和鋅的化學侵蝕是高爐爐缸耐材料和碳磚損壞的主要影響因素之一。為了減少甚至消除爐襯環縫對高爐壽命的不利影響，除了從根本上提高高爐精料水平，減少堿金屬和鋅的負荷外，還應選擇耐堿性好、微孔或超微孔、耐鐵水滲透和耐渣鐵溶蝕性好的耐火材料作為爐缸耐材料的技術趨勢。在高爐運行過程中，爐缸的耐火磚襯在各種作用下逐漸被侵蝕。因此，在選擇各部位的耐火磚襯時，應遵循的原則是耐火磚襯應與該部位的熱流強度相對應，以保持磚襯在強熱流沖擊下的整體性和穩定性；耐火磚襯應與該部位的侵蝕機理相對應，以緩解和延緩襯里的損壞速度，延長高爐的使用壽命。目前，爐缸的典型侵蝕在般分為四種，如圖1所示。a是蘑菇侵蝕，b是象腳侵蝕，c是寬臉侵蝕，d是鍋底侵蝕。其中蘑菇型、腳型、寬臉型侵蝕是非均勻侵蝕的典型代表，均勻侵蝕磨損容易形成鍋底。適當的鍋底侵蝕有利于渣鐵層的形成，減緩侵蝕速率，是爐缸長壽的侵蝕思路。

 

微孔莫來石磚陶瓷杯的技術優勢

 

目前國內高爐陶瓷杯的耐久材料主要有復合棕剛玉磚、剛玉莫來石磚、塑性復合剛玉磚、微孔剛玉磚、法國陶瓷杯澆注磚等。澆注塊重量相對較大，復合棕剛玉磚耐堿性相對較差，塑性相剛玉磚微孔指標相對較差，剛玉莫來石耐堿性和耐爐渣侵蝕性相對較差。高爐陶瓷杯、陶瓷墊材料直接與高爐鐵水、鐵渣接觸，受鐵水、鐵渣腐蝕和沖刷嚴重損壞。為了滿足高爐一代爐齡的生產需要，高爐陶瓷杯和風口用耐火材料應具有良好的耐沖刷性和耐腐蝕性。高爐陶瓷杯耐火材料的微孔化是當今耐火材料技術領域的發展趨勢。