高炉冷却壁用碳化硅-碳质捣打料

发布时间：2020/2/5 11:54:29

随着高炉综合技术的提高，高炉炉体的冷却技术是重要方面。，冷却技术取得了进步。然而，用于冷却的耐火材料没有被重视。有些高炉仍使用普通耐火材料，不能满足使用。

根据炼铁高炉对腐蚀物质的选择规律,采用含非化合物的弱酸性耐火材料为好。即该区域应该以含碳化硅、氮化硅碳等的铝硅系耐火材料,如铝硅系耐火材料、Al2O3-SiC-C材料等，根据材料的特性有保温砖和耐火浇注料等防火材料工艺品，可根据实际其情况来选择。

供参考，如有其他疑问，可以联系耐火材料生产厂家，产品可以定做，行业交流。

主沟渣线采用耐火浇注料；

主沟槽金属丝和摆动喷嘴的工作层由耐火浇注料制成。

高铝耐火浇注料，用于沟线和晃动的喷嘴工作建筑物；

主沟铁丝和高铝碳化硅捣打料带摇嘴；

主沟渣线采用：高铝碳化硅耐火浇注料；

炉渣沟：高铝碳化硅耐火浇注料

炉渣沟：高铝碳化硅耐火浇注料

主沟，铁沟，摇动喷嘴：高铝碳化硅砖

主沟各部位的连接头：捣打料

高炉出铁孔：氧化铝碳碳化硅枪泥

中大型灰渣线，干燥晃荡喷嘴，主沟渣线，主沟铁丝，主沟等部位，ASC重力流，ASC喷涌，铝镁，ASC耐火浇注高纯石墨，分别使用ASC喷枪材料；高炉冷却壁用碳化硅-碳质捣打料

在高炉冶炼过程中，耐火材料的使用条件非常苛刻。需承受由炉内温度变化引起的热冲击，由炉膛冲刷和高温气流引起的炉衬磨损，气体（CO2，O2和H2O）的氧化，铁水的侵蚀，碱金属，贵金属（锌和铅）和矿渣等。

冷却设备共有三种类型：冷却板，冷却壁（包括球磨铸铁，铸钢，轧制铜等）以及板与壁的组合，它们均具有长期的实践经验。

我国大多数高炉较早使用冷却板。冷却板的优点是热流密度高，易于更换和耐火材料保护。然而，由于冷却面积侵蚀了炉子的熔化，因此冷却面积相对较小。目前，大多数家用熔炉使用冷却壁或板壁组合，但是仍然有大型的高炉使用冷却壁来实现长寿命。

（1）基本原料

碳化硅和石墨是高炉的优良耐火材料。碳化硅除了具有普通耐火材料所需的性能外，还具有耐高温（熔点高于2200℃），耐腐蚀，高强度和耐磨性，低热膨胀系数，良好的抗热震性和高耐火系数的特性。导热系数。碳的熔点为3500℃，导热系数高，耐快速冷却和加热，对铁水和矿渣的浸透角大。不易腐蚀，与Al2O3，SiO2没有共融关系， SiC等，且膨胀率低；选择F和C> 94％的鳞片石墨作为捣打材料，其抗氧化性优于其他类型的碳材料，但碳化硅和碳均具有易氧化的缺点。 94％的片状石墨显示出比其他类型的碳材料更好的抗氧化性，但碳化硅和碳均具有易氧化的缺点。

根据这项研究，可以通过以下化学反应式来表示SiC氧化的预防：

2C（S）+ O2（g）→2CO（g）

SiC（a）+ CO（g）→SiO（g）+ 2C（s）

SiO（g）+ CO（g）→SiO2（s）+ 2C（a）

SiC + 2CO（g）→SiO2 + 3C（s）

从上式可以看出，SiC在C（s）共存的耐火材料中的反应可以在表面形成CO（g）气氛，并与SiC颗粒反应形成SiO（g）。同时，C可能会沉淀，这可能是一个空位。 SiO（G）继续与CO（g）反应，在材料表面形成SiO2（s）保护层，有效地防止了抗氧化性。这样，在两种SiC-C共存的耐火材料中，由于上述反应有效地提高了材料的抗氧化性，因此可以充分发挥两种材料的优异性能。

碳化硅-碳质捣打料由具有不同颗粒比的碳化硅作为骨料，石墨作为基体的一部分，满足冷却壁材料的使用要求。

（2）抗氧化剂

为了进一步提高材料的抗氧化性，添加适量的抗氧化剂以确保材料的使用性能。 Si，Al，Mg，B4C，BN，SiN4等可以用作抗氧化剂的材料很多，或者选择两种以上的材料合金作为复合抗氧化剂。抗氧化剂的机理是与石墨相比，它具有更好的氧亲和力，并且更容易与氧反应。由其形成的氧化物可以在材料表面上形成液相保护层，填充孔或空隙，并防止或延迟进一步的氧化功能。选择了多种抗氧化剂并将其夯实成夯实材料。捣打材料在1200℃烧成后的失重率分别为8.1％，10.5％，11.1％，11.5％。发现脱碳速率与失重速率相似。

（3）粘结剂的选择

粘合剂有几种，例如磷酸盐，树脂等。用树脂粘结剂捣打料的性能较好。

酚和醛的缩合产物通常称为酚醛树脂，通常由醛（苯酚，苯酚，二甲苯酚等）和醛（甲醛，乙醛，糠醛等）或酸或碱的催化剂存在而合成。

酚醛树脂分为热固性和热塑性。在这种材料中，使用热塑性酚醛树脂。树脂的比重为1：1.22，粘度为5pa·S。在使用中加入固化剂。

碳化的机理和碳化后的结构形式是不同的。研究表明，酚醛树脂是固相碳化的，分为固化，焦化和结构调整三个阶段。沥青碳化是液相碳化。经过几个阶段的熔融，分解，聚合和焦化后，树脂转化的碳呈玻璃状结构，加热时有一定的结晶趋势，但几乎不可能转化为石墨。通过“非石墨化碳”沥青获得的结构是有序的。石墨化发生在2000℃以上，可以转化为石墨，即“容易石墨化的碳”。然而，在用作耐火材料的粘合剂的过程中将无法达到石墨化所需的温度。

由于树脂和煤焦油沥青的不同特性，可以通过混合使用来提高性能。结果表明，如果组合合适，则可以形成整体均匀的微镶嵌结构，碳化速率明显提高。结果表明，通过使用混合粘合剂可以获得高强度。

粘合剂用作树脂和煤焦油沥青的混合物。随着树脂比例的增加，抗弯强度呈增加趋势。但是，情况并非总是如此。达到一定比例后，强度会随着剂量的增加而降低。原因是当仅在液相中将沥青碳化时，结合的碳中将出现裂纹，这将降低碳键的断裂韧性。表示材料强度降低。如果单独使用树脂粘合剂，则玻璃结构??将通过碳化而形成，并且结合的碳不易形成裂纹，但是抗裂纹扩展的能力较差。两种粘合剂的组合可形成微镶嵌结构，可改善碳键的断裂韧性和抗裂纹扩展的能力，并提高材料的强度，抗热震性和抗熔渣性。通过实验，确定了树脂和焦油的更好比例，并且两者的混合物在经济上更合理。

（1）准备

通过许多测试和比较，选择了合适的颗粒比和粘合剂混合物的量。按照一定的进料顺序，用轮式混合机将物料混合，以确保足够的混合时间，以达到柔软，湿润和良好的手感。每个袋子包装有一个25公斤的双层编织袋。

（二）施工

材料应在现场夯实，在每个冷却墙上竖立模板，在桩孔中插入木桩，表面上的沙子和锈斑应清洗并上油，下一层应夯实，然后表面应清洁并整平。

打夯后，应烘烤材料以避免明火。当温度升至200℃时，应严格控制加热速率。温度不超过20℃保持1小时，温度应保持在200℃保持8小时以上。如果温度上升太快，将导致膨胀和破裂。保温后，应自然冷却，并在运输和安装过程中防止冷却壁碰到。有关在冷却壁上使用捣打材料的信息，请参见图3。每个冷却壁都有8-9个装满捣打材料的凹槽。小方块用于表示图中的凹槽。

碳化硅-碳质捣打料已经在中国的多个高炉中成功使用，其施工性能良好。工厂报告说，在使用捣打材料之前，很难在炉腹冷却壁的表面上形成渣皮，从而导致冷却壁严重烧损，炉壳严重变形，以及影响高炉的正常使用。使用捣打材料后，高炉投入运行后进行的各种数据测试表明，捣打材料在保护冷却壁，确保冷却液的正常使用方面起着重要的作用。

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