高爐用耐火磚的工作條件及要求
高爐各部位的工作溫度為：爐底、爐缸區域1450—1800℃，爐腹、爐腰區域土400—1600℃，爐身上部600—800℃。
高爐各部位砌體分別承受下降爐料的摩擦和撞擊等機械作用，上升煤氣所含粉塵的沖刷和磨損作用，堿金屬氧化物蒸氣的侵蝕作用，在400—600℃燃燒煤氣分解時的炭素沉積作用，熔融金屬和爐渣的化學侵蝕作用，以及高溫鐵水和鉛的滲入作用。
因此，高爐用耐火磚總的技術要求是：高溫下體積的穩定性好、機械強度高、具有良好的耐應性、組織致密、氣孔率低、抗渣性好，氧化鐵含量低。
但是，隨著高爐的大型化和出鐵率的增加，高爐出鐵能力成倍增加，操作條件越來越苛刻。因此，改進高爐用耐火磚質量，提高高爐使用壽命，降低耐火磚價格是當務之急。
高爐耐火磚爐襯設計考慮要素
按照設計爐型用耐火磚砌筑的實體稱為高爐爐襯。耐火磚直接承受高溫作用、化學侵蝕、爐料和煤氣運動的磨損等多種因素的破壞，因此，高爐爐襯的作用在于構成高爐的工作空間，減少熱損失，并保護爐殼和其他金屬結構免受熱應力和化學侵蝕的作用。爐缸爐底部位爐襯和其他部位冷卻器破損到一定程度就需要中修或大修，停爐大修便是高爐一代壽命的終止。
高爐爐襯設計的內容是選擇各部位爐襯的材質、確定爐襯耐火磚的厚度、說明砌筑方法以及計算材料的用量。爐襯設計得合理可以延長高爐壽命，并獲得良好的技術經濟指標。
做爐襯設計時要考慮到以下3點：
1、高爐各部位的工作條件及其破損機理。
2、冷卻設備形式及對磚襯所起的作用。
3、要預測侵蝕后的爐型是否合理。
煉釩鈦磁鐵礦高爐用磚實驗
冶煉釩鈦磁鐵礦的高爐爐缸、爐底部位受到的侵蝕較普通鐵礦石輕。其壽命相對較長。原因是：釩鈦磁鐵礦易形成釩鈦保護渣，對爐缸用耐火磚起到了很好的保護作用。一般認為其作用機理是：釩鈦型的礦石在高溫下TiO：被還原為TiC、TiN或Ti(C、N)等高熔點的化合物，這些高熔點的化合物沿耐火制品的表面氣孔滲透到制品里面，沉積下來，堵塞了氣孔。形成了一層良好的保護層，因此達到很好的護爐效果。為了探討適宜于冶煉釩鈦礦石的高爐用耐材的需求，以進一步提高高爐壽命．通過試驗來評定不同材質的耐火磚抵抗釩鈦渣性能的劣．為高爐爐缸、爐底用耐材的選擇提供可靠的依據。
1 實驗
1.1釩鈦高爐渣的化學成分：取高爐下渣，測量化學成分見表1：
1.2實驗用耐材樣品指標
選用生產的高爐用耐材系列的九種材質進行實驗。其理化指標測量結果見表2
1.3實驗過程
將上述九種材質切割成100mm×l00mm×65mm的方塊。中心部位鉆孔φ55mm×40mm，孔底用鉆頭掃平。把試塊和渣樣分別在110℃溫度下，烘干2小時，準確測量孔徑和深度尺寸，然后裝人100g釩鈦渣樣。在規定的三種溫度條件下：1450℃，保溫3小時：1500℃保溫3小時；1550℃。保溫3小時，進行實驗。每種材質在每種溫度條件下各制各兩塊試樣，以驗證結果的一致性。將裝有渣樣的試塊裝人電爐中。上、下兩層，中間用l0mm厚的剛玉條支起?？焖偕郎刂烈幎ǖ臏囟?，保溫3小時。冷卻后，沿孔中心切割。觀察斷面的侵蝕情況。并進行數據測量。
2結果分析
2.1致密粘土磚、致密粘土磚
由于粘土質
耐火材料，其組成中含有較高的玻璃相，在1450℃、1500℃、1550℃的高溫下二者均出現高粘度的玻璃相，而且氣孔率低，結構致密，尤其是致密粘土磚，結構更趨致密，配方設計科學合理，基質中莫來石形成針狀的致密網絡結構，渣液無法通過高粘度的玻璃相而滲透到氣孔中。只有跟界面材料的化學反應和基質的溶解等造成材料的蝕損。因而出現只有侵蝕無滲透且界面分明的結果。
2.2復合碳化硅磚
該材質的顯氣孔率較低，結構致密。SiC的開始氧化溫度約為820℃，約1100℃時，氧化速度加快，從而在其顆粒表面形成致密的SiO2保護層。復合碳化硅磚在制磚燒成和電爐實驗中，由于存在上述反應形成的SiO2保護層堵塞了氣孔，渣液無法滲透到制品中，只有跟材料界面化學反應，造成該材料的侵蝕。
2.3 AL2O3—C磚：
僅有輕微的侵蝕現象，主要得益于AL2O3—C磚的顯氣孔率特別低(4.3％)和碳素材料的侵潤性差,抗渣抗堿性能好的緣故。但由于石墨材料易于氧化,本實驗出現6～7mm的氧化層，造成結構松動，強度低。同時由于AL2O3—C磚抗鐵水熔蝕能力差,而且石墨的存在使得掛渣層難以與本體牢固地粘附在一塊，護爐作用難以發揮，因此AL2O3—C材料并不被看好。
2.4高鋁磚
本實驗在1450℃和1500℃保溫3小時的條件下，高鋁磚表現出較好的抗侵蝕性和滲透性，但在1550℃。保溫3小時的條件下。其抗蝕性和滲透性大大惡化。這可能與高溫下鈦跟不同的礦物相反應量大，造成基質溶解，孔洞大，結構松散以及高溫下形成的鈦的碳、氮化合物量少，保護效果差等因素有關。改性高鋁磚侵蝕和滲透比較嚴重，主要是渣與材料劇烈的化學反應，形成鈦鐵礦鈦酸鋁，鈣長石等低熔點的礦物逐漸溶解所致。
2.5剛玉莫來石磚
在三種溫度條件下表現出較好的抗侵蝕性。但存在滲透現象。主要是剛玉料純度高，剛玉晶體發育良好。具有良好的抗渣性。但由于制品的氣孔率相對較高，渣液容易沿氣孔滲透到制品里面。因而出現滲透現象。同時渣液中含有較多的雜質離子與基質中的莫來石發生反應，使得莫來石相被溶解，生成含鉀、鈉的鈣長石低熔物，因而存在一定程度的侵蝕。
2.6復合莫來石磚
開發的該項產品，由于具有十分致密的結構，顯 氣孔率低，同時使用了添加物。對提高渣性和抗滲透性起到了很好的作用。
2.7剛玉磚
由于剛玉材料的純度高，晶體發育好，因而具有很好的抗侵蝕性，但由于該制品的氣孔率相對較高，結構不致密高溫下渣液容易鉆入氣孔中，出現滲透嚴重的結果，實驗也證實了這一點。因此剛玉磚不適宜于在冶煉釩鈦礦石的高爐上使用。
3 冶煉釩鈦磁鐵礦的高爐爐缸。爐底的選材分析：
根據現場實際情況。冶煉礬鈦磁鐵礦的高爐爐底部位。實際溫度在1420℃左右，爐缸的渣液面溫度在1550℃左右或更高一點，通過實驗可以看出，選用粘土磚作爐底用磚仍是可取的，粘土磚只存在侵蝕現象，進一步提高材料的純度和致密程度對提高抗蝕性是非常有利的。致密粘土磚在1450℃，3h的條件下，大侵蝕速率僅0.8mm/h，滲 透速率為0而高鋁磚在該溫度條件下同樣為0.8mm/h，而滲透速率為2.0mm/h，因而致密粘土磚作為爐底材料具有很強的勢。爐缸部位渣液溫度高達1550℃以上，剛玉莫來石磚、復合莫來石磚、復合碳化硅磚都具有較好的抗侵蝕性和滲透性。剛玉莫石磚價格昂貴，抗渣性能并不比復合莫來石磚越；高鋁磚在1550℃靜態的條件下，侵蝕和滲透現象相當嚴重剛玉磚由于氣孔率高，結構不致密，滲透現象嚴重；AL2O3—C磚抗蝕性良好，但由于存在氧化現象，制品的結構遭到破壞，強度低?？乖圆?，護爐效果差，也不可取。
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