平爐采用吹氧強化冶煉措施后,產量成倍增加,燃料顯著降低。然而,伴隨而來的是爐內爐塵數量急劇增加,熔渣和鋼水飛濺嚴重,爐膛溫度升高,爐襯的使用條件惡化,尤其是加劇了爐頂的損毀。為了適應平爐吹氧強化冶煉技術的需要,一方面是改進爐體結構,另一方面就是提高爐襯耐火材料的質量。
隨著平爐強化冶煉技術的采用,平爐用的耐火材料也發生了變化,耐火材料在向化方向發展,如各種直接結合鎂鉻磚、再結合和熔鑄鎂鉻磚,鎂鋁尖晶石磚等。
平爐爐襯的噴部也是提高爐齡的一種有效措施,目前以半干法和火焰噴補效果較好,噴補料一般為鎂質。
平爐(敞口爐)主要用于鋼鐵冶煉,在操作過程中承受很高溫度、熔融金屬和爐渣的侵蝕。為保證其長期運行,選擇合適的耐火材料至關重要。常用的平爐耐火材料包括鎂磚、高鋁磚、堿性澆注料和石英磚,每種材料在平爐中發揮特定的功能。
鎂磚
鎂磚(含鎂量70%及以上)以其優異的高溫穩定性和耐堿性侵蝕能力,常用于平爐的爐底和爐壁。鎂磚能夠在1800°C以上的高溫下保持結構完整性,特別適合于直接接觸熔融鋼水和爐渣的部位。其耐堿性渣的侵蝕能力,使其在處理高堿性爐渣時具有很大的優勢,減少了渣對爐襯的破壞。因此,鎂磚在平爐中可以有效延長爐襯的壽命,特別是用于暴露在高溫和侵蝕環境中的區域。
高鋁磚
高鋁磚(氧化鋁含量在45%以上)由于其較高的耐火度和耐磨性,是平爐爐頂和爐墻的常用材料。高鋁磚能夠承受高達1750°C的溫度,并且具有較好的抗熱震性,適合用于直接暴露在火焰和高溫氣體下的區域。其優良的機械強度使其能夠應對熱負荷和機械應力的影響,防止爐襯在高溫下的結構變形和損壞。在平爐操作中,高鋁磚有助于保持爐頂和爐墻的結構完整性,減少裂縫和剝落的風險。
堿性澆注料
堿性澆注料是通過將耐火骨料和結合劑混合制成的耐火材料,具有良好的可塑性和整體性,常用于平爐的爐缸和出鐵口。澆注料能夠適應復雜的爐內結構,填補傳統耐火磚無法覆蓋的縫隙和角落,形成連續的耐火襯里。它們具有較高的抗堿性侵蝕和抗熱沖擊能力,能夠在高溫下保持穩定性,減少裂紋和剝落。因此,堿性澆注料在平爐中的應用提高了爐缸的耐用性和密封性,延長了爐缸的使用壽命。
石英磚
石英磚(主要成分為二氧化硅SiO2)以其優良的耐酸性和耐高溫性能,通常用于平爐的蓄熱室。石英磚能夠承受1600°C以上的溫度,并且具有較好的抗熱震性,適合用于溫度波動較大的區域。其耐酸性使其能夠抵抗爐氣中酸性物質的侵蝕,減少爐氣對蓄熱室的損害。石英磚在平爐中的使用有助于維持爐內熱交換系統的效率,確保熱能的有效利用,從而提高平爐的整體熱效率。
在平爐的運行中,鎂磚、高鋁磚、堿性澆注料和石英磚各有其獨特的功能和優勢,它們共同構成了平爐耐火襯里的核心部分,保障了平爐在高溫、侵蝕和機械應力下的穩定運行。通過合理選擇和布置這些耐火材料,可以顯著提高平爐的耐用性和冶煉效率。