高炉耐火材料内衬设计及砌筑施工介绍

高炉炉衬设计考虑要素 

高炉炉衬是由耐火砖砌筑而成，耐火砖直接承受高温、化学侵蚀、炉材、气体运动磨损等因素的破坏。因此，高炉衬里的作用是构成高炉的工作空间，减少热损失，保护炉壳和其他金属结构免受热应力和化学侵蚀。炉衬底部和其他部件的冷却器需要在一定程度上进行修复或大修，停止大修是高炉一代寿命的终止。

高炉衬里设计的内容是选择各部分衬里的材料。确定耐火砖的厚度。解释砌体方法和计算材料的用量。合理的炉衬设计可以延长高炉的使用寿命，并获得良好的技术和经济指标。

炉衬设计应考虑以下三点：

1.高炉各部位的工作条件及其损坏机制。

2.冷却设备冷却设备形式及作用。

3.预测侵蚀后的炉型是否合理。

高炉的结构及用途

高炉是一种由耐火材料制成的垂直圆柱形炉体。炉壳采用钢板加固密封，内置冷却器保护。炉子自上而下分为五个部分：炉体、炉腰、炉腹和炉缸。炉缸部分设有出风口、铁口和渣口，以上为装载装置。气体盖和出口管。

用途：炼铁通常在高炉中连续进行。从炉顶加入矿石、焦炭和石灰石，从炉底加入压力空气。当焦炭燃烧时，矿石。石灰石与焦炭发生反应，最终形成铁水和炉渣。

高炉耐火材料的选用

高铝砖对高炉渣、铁水侵蚀、高温磨损、稳定性高、惰性一氧化碳的作用。然而，在碱介质中，在高温条件下工作时，发现刚玉转化为β-氧化铝。随着体积的增加，这种转化率增加了20%，导致破裂。基质首先与碱蒸气相互作用。刚玉砖用莫来石或铬铝基质代替刚玉，以提高产品对碱的稳定性。

耐火材料高炉的基本施工方法。

高炉用耐火材料按三段和三期施工方案进行。三段是指炉喉浇筑喷涂段、炉腰段、炉炉底段。第三阶段是：炉喉浇筑喷涂期、保护棚、炉腰期、吊盘施工、炉底最新施工，安排在点火前，以避免碳砖潮湿变质，保证砌体质量。在整个高炉耐火材料砌筑施工中，技术包括砌筑、填筑、浇筑、喷涂、压力灌浆填充和涂层。

高炉耐火材料施工工艺

A.耐火浇筑材料捣碎料施工在乱炉底板下。

B.炉底炭胶压人，使炉底与炉底捣打料结合丰富。

C.全铺找平层，用碳填充。灌胶孔全部封焊后，将碳材料运至施工现场，完成中心标记测量准备。扁钢分格后，用碳找平。

D.砌筑碳化硅砖。找平层施工完成并达到标准后，安装钢支架和支撑枕木，然后从中心到两端砌筑，最后用镐捣固，填充预留膨胀缝中的填料。E.全木炭砖炉底：用专用工具（真空吸盘）吊装木炭砖，按各层木炭砖施工图规定的角度进行施工。在保证安全和精度的前提下，采用50-70%的木炭砖粘接材料进行砌筑。F.砌筑混合炉底：采用环木炭砖支撑座施工。完成本工作后，可进行炉墙砌筑。G.砌体铁口下的炉缸木炭砖。H.砌体铁口带有炉缸墙。I.砌体风口下的炉缸墙。J.砌体风口带有炉缸墙。K.砌体腹部和部分炉腰耐火砖。L.砌体炉体和部分炉腰耐火砖。M.完成了喉部浇筑材料的施工。

以上13个部分可根据不同情况分段施工。当炉壳设计有耐火砖支架时，可采取措施先施工炉体段，然后施工炉底至炉腰段，并可同时平行施工。

高炉出铁口结构

高炉出铁口位于炉缸底部的死铁层上，是通向炉外的长方形孔。一般设计宽度为200-260mm，高度为275-450mm(小高炉出铁口较小)。

主要由铁口框架、保护板、铁口框架内的耐火砖套和耐火泥制成的泥套组成。通常用耐火泥堵塞整个通道，在炉缸衬里外形成保护衬里的耐火泥包。铁出口时，用开口机钻孔堵塞的耐火泥，使铁水流出。渣铁出口后，用耐火泥堵塞圆孔。

风口耐火砖要求抗氧化、热稳定性好、耐剥落、耐碱性好。法国MONOCORAL、硅线石砖、莫来石-碳化硅砖、βSiC-SiC砖、Si3N4-SiC砖、高铝砖等。βSiC-SiC砖在中国尚未应用，在中国无法生产。选用莫来石-碳化硅砖更经济适用，能完全满足要求，其完整性、密封性、稳定性也较好，能很好地保护下砖衬托上砖衬托，莫来石-碳化硅风口组合砖在首钢现有几个高炉中应用效果较好。

铁口耐火材料广泛应用于国内外。有硅线石砖、莫来石-碳化硅砖、碳砖、高铝砖等。硅线石砖在宝钢的应用中发现使用寿命短。虽然莫来石-碳化硅砖具有良好的抗氧化性和耐冲刷性，但与炉缸碳化硅砖衬里的性能差异较大，加热体积变化差异较大，衬里整体性差，容易产生间隙，造成气体泄漏和铁水渗透的风险。莫来石-碳化硅砖在首钢铁口上的应用存在气体泄漏问题。目前，大多数高炉采用无水炮泥，碳材料已成为国内外公认的趋势。笔者认为，美国NMA.NMD热压碳块交错砌筑的铁口组合结构更加合理，与炉缸形成统一的整体，弥补了材料差异造成的不足。

砌筑高铝砖和刚玉莫来石盖砖，在风口组合砖以下600-800mm范围内，避免风口漏水直接损坏碳砖。

判断高炉风口损坏的方法。

风口在高炉生产中经常损坏，因此高炉管理人员必须掌握风口损坏的最佳判断方法，及时准确判断风口是否损坏，判断方法大致如下：

（1）观察方法。高炉管道工用眼睛直接观察出风口的外观现象。出风口损坏通常表现为：出风口外可见水痕（阴水）或蒸汽，出风口冷却水沿出风口两套。大套流出：观察出风口内部工作条件，出风口不明亮。红色和黑色。出风口前端有水蒸气。挂渣。结渣。风眼全黑；最后，观察出风口水管的出水情况，如出风口突然减少，可直接判断出风口损坏。

（2）减水法。高炉管道工人使用工具来减少风口进水口的水量。风口损坏现象表现为：当水量减少到一定程度时，即炉内压力略大于出水压力时，排水会出现呼吸现象。在实际工作中，它通常被称为减水带花。如果发现水有花或打开大阀门时白色花加重，则表明出风口确实损坏。

（3）反复减水观察方法。该方法用于风口损坏较小。当风口损坏不明显时，检查风口。当管道工发现减水没有花没有呼吸现象时，风眼不挂渣，风眼明亮，但风口外有少量阴水逐渐干燥，水量立即恢复正常状态，看看阴水是否再次出现。如果捆绑水再次出现，管道工反复减水观察阴水，如果情况仍然如此，可以判断风口损坏。