各種耐火材料在熔融還原爐中的應用

 

鐵浴式熔融還原爐的使用條件苛刻，對耐火材料要求高。在鐵浴式熔融還原爐操作過程中，爐內髙的二次燃燒率引起溫度提高，二次燃燒帶的爐渣層的溫度可達1700?1900℃，耐火材料蝕損嚴重。長時間高溫下裝料、出鐵的連續交替操作，更加劇耐火材料的損毀。低堿度(CaO/SiO2=1.2~1. 5)高FeO(4%~13%0)爐渣，對耐火材料侵蝕嚴重。

　　還原爐主要用堿性耐火材料如直接結合鎂鉻磚，鎂白石磚和含碳耐火材料Al2O3-C磚， MgO-C磚等。以下是在5t鐵浴還原爐上的初步使用結果。

　　(1) Al2O3-C磚。Al2O3-C磚的蝕損，主要是在髙溫下Al2O3顆粒的熔出和基質石墨的氧化脫碳同時進行所致。研究了石墨含量與金屬添加物對Al2O3-c磚耐蝕性的影響。以石墨含量10%並添加金屬Al的Al3O3-C磚，抗侵蝕性能推薦。

　　高溫氧化氣氛、低堿度(Ca0/Si02 = 1. 2~1. 5)高FeO爐查，Al2O3-SiO-C磚的耐蝕性 不如Al2O3-C磚，MgO-Cr2O3磚的侵蝕速率小，約是Al2O3-C磚的I/2，其次是含碳量10%的Mga-C磚，其蝕損速率比A12O3-C磚小1/5。

　　(2) MgO-Cr2O3磚。鎂鉻磚在渣線部位使用，在通常的連續操作下，由剝落造成的蝕損較小，而主要是髙溫下熔損造成的蝕損。這與鎂鉻磚的純度有關，磚中SiO2等雜質成分產生液相進入爐渣反應生成低熔物，促進熔損。為提髙對熔融還原爐等低堿性渣的抗侵蝕和耐磨損性，開發了高鉻質鎂鉻磚，磚中Cr2O3含量越高，耐侵蝕性越好。添加70%鎂鉻礦(MgO·Cr2O3)的磚，其跗用性是添加25%鎂鉻礦的1. 7倍，蝕損速度在1mm/h以下。但隨著磚中熔劑成分(SiO2，Fe2O3，CaO，Al2O3)的增加，耐侵蝕性有下降趨勢，為此采用以電恪鎂鉻砂和氧化鉻組成的合成磚，提高了耐侵蝕性，同時也采用高鉻鐵礦為原料。但用後的鎊鉻磚存在環堉汙染，因此無鉻磚的開發和應用十分迫切。鄭州榮盛耐材生產銷售各種耐火材料。

　　(3)Al2O3-SiC-C磚，在Al2O3-C質耐火材料中加入SiC，可提高抵抗熔融還原型爐渣對耐火材料的侵蝕能力。

　　1)添加SiC大於5%後，在鐵浴中，侵蝕速率隨SiC量的增加變化很小。在渣及演鐵熔體中的侵蝕速率隨SiC量增加直線降低。

　　2)在鐵渣共存熔體中，渣線處 Al2O3-SiC-C侵蝕速率高，鐵浴內侵蝕速率低。隨時間延長，熔體對耐火材料的侵蝕速率降低。

　　3)加入SiC後，由於SiC與CO反應析碳而使磚內脫C速率降低。加之SiO2薄膜對SiC的保護作用，使SiC也能穩定存在，降低Al2O3-SiO-C磚氣孔率，可阻止熔體向耐火材料的滲透。

　　(4) MgO-C磚。MgO-C磚的蝕損，受爐渣溫度、氣氛的影響較大，尤以渣線部位，爐渣的影響更甚，當鐵氧化物含量增多時，因C的液相氧化造成的蝕損加劇，渣線上部尤為嚴重。對高溫氧化氣氛、低堿度爐渣，采用電熔氧化鎂的MgO-C磚，C含量從20%減至10%的效果好。