高爐用耐火材料的幾項重要性能指標

 耐火材料的使用性能是影響高爐壽命很重要的一個因素。根據(jù)高爐爐襯的工作條件確定耐火材料的使用性能指標，對于高爐耐火材料新品種的開發(fā)以及長壽高爐的設(shè)計和建設(shè)都有重要意義。高爐耐火材料的幾項重要性能指標如下：

高爐用耐火材料

(1)導熱率

高爐耐火材料的導熱率，特別是對爐缸、爐底的炭磚而言，是一個非常重要的指標。高爐爐襯靠冷卻壁等冷卻設(shè)備的冷卻加以保護，而冷卻設(shè)備要充分發(fā)揮作用需要爐襯耐火材料有較高的傳熱能力，因此希望爐缸、爐底炭磚在高溫下有較高的導熱率，以加強冷卻效果，減緩磚襯的侵蝕速度。眾所周知，降低爐襯溫度對多種原因引起的爐襯侵蝕都有減緩作用。例如，爐襯受爐渣侵蝕、鐵水滲透和溶蝕的程度都會隨爐襯溫度的降低而降低;堿金屬和鋅對爐襯的侵蝕主要發(fā)生在800~1000℃，若爐襯溫度冷卻到800℃以下，堿金屬和鋅對爐襯的侵蝕就會大大緩解。不過，高爐有些部位的爐襯則不要求高導熱率，如陶瓷杯用磚要求保溫性能好、導熱率低，爐身上部的磚襯也不要求高導熱率等。

(2)抗鐵水溶蝕性

高爐爐底多用炭磚砌筑，鐵水溶蝕是炭磚被侵蝕的主要原因。在高爐大修時常會發(fā)現(xiàn)，爐底炭磚試樣中w(Fe)很高，有的甚至高達40%，且呈網(wǎng)絡(luò)狀分布;爐缸炭磚試樣中w(Fe)也達到10%以上，呈彌散的顆粒狀分布。這表明鐵水對爐缸、爐底炭磚的溶蝕作用很嚴重。降低耐火材料的鐵水溶蝕指數(shù)，對延長高爐壽命至關(guān)重要。

(3)抗堿侵蝕性

燒結(jié)礦、焦炭等原料帶入高爐的堿金屬和鋅是引起爐襯侵蝕和破壞的重要因素。很多高爐爐缸、爐底側(cè)墻炭磚中存在環(huán)縫，也與堿金屬和鋅的侵蝕作用有關(guān)。在一定溫度下產(chǎn)生的鉀蒸氣會滲透到磚襯內(nèi)部，與硅鋁質(zhì)成分發(fā)生反應(yīng)，生成硅酸鉀、鉀霞石等化合物。這些反應(yīng)過程中伴隨有體積膨脹，因而會破壞磚襯，特別是爐身到爐腹常用的硅鋁質(zhì)磚襯。

(4)抗渣侵蝕性

在高爐內(nèi)的礦石軟融區(qū)域，初渣開始形成，其基本特點是FeO含量較高，對磚襯有很強的侵蝕性。爐身下部、爐腰、爐腹和爐缸區(qū)域的磚襯都會受到爐渣的侵蝕。如果用于這些部位的磚襯抗渣侵蝕性不好，就會很快被侵蝕。以前，我國不少高爐爐身下部用高鋁磚或粘土磚砌筑，雖然厚度很大，但一般生產(chǎn)2~3年就被侵蝕殆盡，主要原因就是這些耐火材料的抗爐渣侵蝕性很差。

(5)微氣孔指標

高爐耐火材料的微氣孔指標主要指小于1微米孔容積率和平均孔徑。鐵水侵蝕炭磚時首先侵蝕碳質(zhì)顆粒周圍的基料，滲入炭磚的空隙、裂縫，將炭磚割裂成碎塊，使炭磚失去強度。堿金屬、鋅的化學侵蝕，CO2和水蒸氣的氧化侵蝕等也是氣體首先滲入磚襯，在適宜的溫度條件下沉積并與磚襯發(fā)生化學反應(yīng)，破壞磚襯。這就是說，不論是碳質(zhì)或是硅鋁質(zhì)磚襯，它們在高爐內(nèi)的侵蝕程度都與其微孔結(jié)構(gòu)有很大關(guān)系。因此，微氣孔結(jié)構(gòu)是表征高爐耐火材料抗侵蝕性的重要指標。