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红柱石耐火材料在热风炉、干熄焦等高温窑炉中的应用

文章编辑:耐火材料 发表时间:2021-03-29 浏览次数:79次

本文简述了红柱石耐火材料在热风炉、干熄焦、阳极焙烧炉和包衬等环境中的应用和发展,粘土砖结合当前环保形势,指出了今后对红柱石矿物进行研究的工作方向。

1、热风炉

根据目前国内的实际运行情况来看,热风炉长寿已经成为制约中国高炉长寿系统工程的瓶颈。李勇等人对比实际使用效果后认为:高风温长寿型热风炉用耐火材料应具备优异的抗蠕变性能、抗热震性能、抗CO和碱蒸气侵蚀等综合性能,推荐使用纯红柱石作为原料。

热风炉蓄热室中部的格子砖负荷较高,通常>9m,大高炉可达15m以上。张红哲等人认为应该选择红柱石砖或者添加红柱石的低蠕变高铝砖。

热风炉陶瓷燃烧器在使用过程中因温度波动大且频繁而容易开裂、剥落,是影响热风炉长寿的一个薄弱环节,应采用红柱石基耐火材料。

热风管道内衬耐火材料容易因热应力而损坏,特别是热风出口、管道联接三岔口、弯管以及送风支管等部位。目前主要采用红柱石砖砌筑而成,也有人采用含红柱石的低蠕变性浇注料来代替烧成砖。

2、干熄焦

干法熄焦技术(CDQ)相对于湿法熄焦而言,利于高炉的炼铁操作,降低焦比。徐国涛等人结合干熄焦炉冷却段用SiC砖及莫来石-红柱石砖的特性进行了优化试验,开发出具有高耐磨性能的冷却段用耐火材料。新型耐磨砖的配料组成(w)为:3~1mm的红柱石10%~35%,5~1mm的莫来石30%~60%,≤0.088mm的红柱石粉0~20%,≤0.088mm的莫来石粉15%~30%。工业试验结果表明,采用新型耐磨砖时,开炉后的热交换率和耐磨损效果均优于之前采用的B级莫来石砖。

3、阳极焙烧炉

在欧洲的电解铝行业,碳素阳极焙烧炉的火道墙主要采用红柱石基质的黏土砖,其原因与基质部分的抗碱性密切相关。红柱石细粉的应用降低了钠蒸气(来自于回收阳极)在侵蚀过程中的液相生成量,因为液相被限制在连续的莫来石网络中,钠元素难以直接渗入,避免了微晶莫来石结构的破坏。对于黏土则不然,针状的莫来石是被液相包裹着的,钠元素可以直接渗入液相。这也是黏土基质对钠蒸气的抗腐蚀性较差的原因。

4、包衬材料

祝洪喜等人采用红柱石-氧化铝-SiC砖代替Al2O3-SiC-C砖砌筑于炼钢厂大型混铁车罐衬的渣线/肩部/罐口等部位,河南耐火砖厂家抗渣侵蚀性和抗铁水冲刷性能明显改善。从1年多5个罐车(周期)的实际应用结果来看,粘渣很少且容易清除,实际使用寿命提高30%以上。吴珂等人为适应低硅炼铁工艺,在铁水罐罐底的工作衬材质中引入细骨料和细粉的红柱石,利用其高温不可逆的膨胀效应来提高罐底砖抗热震性和整体性。工业试验结果表明,寿命提高了33.98%。

有人在实验室内模拟了二次精炼钢包的操作环境,对比了白刚玉、红柱石、板状刚玉、铝矾土和黏土的抗渣性能。在温度周期变化(1200~1600℃)和腐蚀渣(Al镇静钢)周期更新的情况下,红柱石砖具有的抗渗透型。

为解决中间包包衬在使用过程的开裂问题,闫光辉等人开发了一种铝矾土-红柱石质低水泥自流浇注料,并在国内某钢厂75t中间包上进行了工业试验,效果显著。陈扬等人的研究也表明,红柱石的引入提高了铝硅质低水泥浇注料在高温使用过程中的抗剥落性,有利于提高浇注料的使用寿命。

5、其他应用

目前,红柱石还常被用于脱硫喷枪、熔铝炉和保温炉炉衬、水泥窑窑口和预热器、陶瓷窑具、铅锌冶炼密闭鼓风炉全身炉衬、高炉喷补用矾土基喷涂料、液态排渣气化炉炉衬、COREX炉衬等。


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