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                耐火砖在熔融还原炉的应用

                编辑:耐卐火砖厂家   分类:行业资讯  发布:2022-04-12   浏览:

                熔融还原〗炉是为了减少污染,不需建焦炉和化工设施,克服高炉炼铁的种种ぷ缺点,实现清洁生产。

                 

                 
                熔融还原炉还原法的分类
                (1)按工艺阶段划分,可分为一步法和两步法。一步法是在冶金↑反应中完成矿石还原■熔炼的全过程。工艺流程短,设备简单,但在应用中存在能耗高、FEO渣严重侵蚀炉衬的问题,尚未解决。
                两步法将熔融还原过程分为固相预还原和熔态终□还原,分别在两种反应中完成,提高︻了熔融还原过程的可用性,降低了渣中的FEO浓度,使熔融还原法取得了突破。
                (2)根据能源使用情况,可分为氧煤法和电煤法。氧煤法依靠氧煤在高温熔□ 池或风口区燃烧,提供过程中的热量╳,以煤为还原剂。目前开发的大部分工艺都是氧煤法。
                电煤法提供熔融还原过程所需的热量。煤是一→种还原剂。电热转换方法包括电弧放热和等离子体技术。该方法仅适用于电力充足、价格低廉的●地区
                (3)根据预还原装置的类型,可分为流化床法、垂直炉法、回转窑法和闪速炉法。
                (4)根据终还原装置的类型,可分为▲垂直炉法、电流法和旋转炉法。
                 
                还原炉通常采用粘土耐火砖,轻质耐火砖作为保温砖,保温砖外层为石棉板或铝硅酸棉保温材料。但罐砖和罐砖推荐使用高铝『砖。炉拱顶可采用高铝砖或高铝耐火泥,炉顶铺设50-100mm铝◥硅酸棉作为保温层。炉底烟道采用粘土耐火砖砌筑。
                 
                还原炉按设计图纸进行,从下到上,即从炉底★到炉顶,保持水平,后封顶,筑炉时上下垂直无斜度。耐火砖接缝越小越好,内表面无明显凹▓凸。因此,要求炉内使△用的砂浆有一定的要求,并按一定的比例配合(原料和熟料各50%),并且要调整均匀。砂浆中不允许夹带▼生面或疙瘩,更不用说异物了。
                 
                一般耐火砖接≡缝小于2mm,耐火砖表面的砂浆要刮㊣ 掉,不允许滴浆。耐火砖不得淋雨、缺角、缺边,损坏的耐火砖不得砌炉。
                熔融还原炉使用的耐∮火材料满足各部位的工作环境,延长炉的使用寿命。(1)预※还原炉的选材。要求:使其具有较高的抗剥落性、耐磨◥性和抗冲击性,因此应使用粘土耐火砖或高铝耐火砖。(2)终还原炉的选材。要求:具备◢以下特点:A.耐冲击性和耐磨性;B.耐碱金♂属腐蚀性;C.铁的腐蚀性;D.铁的流动性和冲刷性。对于使用转炉和电炉的装╳置,其耐火材料主要是Mgo-C砖和Mgo-Cr2o。对于垂直炉和熔融还原炉装置,耐火材料多为铝碳砖、低蠕变高铝耐火砖、碳砖和Al2o3-C-SiC砖。
                熔融还原炉通常采用粘土∩耐火砖,轻质耐火砖作为保温砖,保温砖外层为石棉板或铝硅酸棉保温材料。然而,罐砖和罐砖的理想效果是高♂铝砖。炉拱顶可采用高铝砖或高铝耐火泥捣固,炉顶铺设50-100mm铝硅酸棉作为保温层。炉底烟道采用粘土耐火砖砌筑。
                 
                需要根据设计图纸自下而上▅修复炉子,即从炉底到炉顶,保持水平,终封顶,筑炉时上下垂直无斜度。耐火砖接缝越小越好,内外无明显凹凸现象。因此,要求炉内使用的砂浆有一定的要求,并按一定▽的份额合作(原料和熟料各50%),并均匀调①整。砂浆中不允许夹带▼生面或疙瘩,更不用说异物了。
                一般耐火砖接≡缝小于2mm,耐火砖表面的砂浆应刮掉,不得∑有滴浆现象。耐火砖★不能淋雨、缺角、缺边,损坏的耐火砖不能♀砌炉。
                熔融还原炉各部位的工作环境。
                 
                常见的熔融还原炉分为预还原炉和终还原炉。以下是两种还原炉各部位的工作环境。
                一、预还原炉。
                该炉多采用竖炉和流△化床。
                预还原炉材料从上部进入炉内。由于←高温气流的加热和还原,材料自上而下的温度逐渐升高。炉上部温度为300℃400℃,炉中部温度为400℃700℃,炉下部温度为700℃900℃。同时,炉内耐火材料始终受到材●料的机械冲刷、高温气流冲刷和高温热振动的破坏。
                二、终还原炉。
                该炉多采用垂直炉、熔融还原炉、电炉或转炉。
                预还原材料々进入还原炉上部,温度800℃900℃,开始软化,达到炉中部温度900℃1100℃。随着温度的持续升高,到达炉下部的温〒度约为1500℃。炉上耐火材料承受机械冲刷、高温气流冲刷、热振动损伤和碱金属侵蚀,炉中耐火材料承受渣铁冲刷、气流冲刷☆和碱金属侵蚀,炉下耐火材料承受渣铁腐蚀和流动冲刷、热应力损伤和碱金属侵蚀。
                 
                如何选择还原炉用耐火材料?
                还原炉的选材,使其满足各部位的工作环境◥,延长炉的使用寿命。
                (1)预※还原炉的选材。使其具有较高的脱落性、耐磨性和抗冲击性,因此应选用粘土砖或高铝砖。
                (2)终还原炉的材料选择。具有№以下特点:(1)耐冲击性和耐磨性;(2)耐碱金属腐蚀性;(3)耐渣铁腐蚀性;(4)耐渣铁活性冲刷性。对于选用转炉和电炉的设备,其耐火材料》多为Mgo-C砖、Mgo-Cr2o3砖和镁白云石砖→。对于垂直炉和熔融还Ψ 原炉设备,其耐火材料》多为Al2o3-C砖、高铝砖、碳砖和Al2o3-C-SiC砖。
                铁浴熔融还原炉耐火材料。
                铁浴熔融还原炉使用条件严格,耐火材料要求高。在铁浴熔融还原炉★运行过程中,炉内高二次燃烧率导№致温度升高,二次燃烧带炉渣层温度可达1700-1900℃,耐火材料腐蚀严重。长期高温装载和铁连续交替运行加剧了耐ξ火材料的损坏。低碱度(CaO/SiO2=1.2?1.5)高FEO(4%~13%0)炉渣严重侵蚀耐火材料。
                 
                还原炉主要采用碱『性耐火材料,如镁铬砖、镁白石砖、含碳〖耐火材料Al2o3-C砖、Mgo-C砖等。以下是5t铁浴还原炉的初步使用结果。
                (I)Mgo-Cr2o3砖。镁铬砖用于渣线。在正常的连续操作下,剥落引起的蚀损较小,主要是高温熔损引起的蚀ζ 损。这与镁铬砖的纯度有关。砖中SiO2等杂质产生液相进入炉渣反应,产生低熔体,促进熔损。为了提高熔融还原炉等低碱性渣的耐腐蚀№性和耐磨『性,开发了高铬镁铬砖。砖中Cr2o3含量越高,耐腐蚀性越好○。添加70%镁铬矿(MgO·Cr2o3)的砖,其可々用性是添加25%镁铬矿的1.7倍,腐蚀速度低于lmm/h。但随着砖中熔剂成分(SiO2、Fe2O3、CaO、Al2O3)的增加,耐腐蚀性呈下降趋势。因此,采用由电恪镁铬砂和氧化铬组╲成的合成砖,提高了耐︽腐蚀性,以高铬铁矿为原料。然而,使用后的铬砖受到环境沉积的污染,因此无铬砖的开发和应用十分迫切。
                (2)Al2O3-C砖。Al2O3-C砖的腐蚀主要是由于Al2O3颗粒在高温下的「熔化和基质石墨的氧化脱碳引起◣的。研究了石墨含量和金属添加剂对Al2O3-C砖耐腐蚀性的影响。Al3O3-C砖具有10%的石墨含量和金属Al,具有理想的↓耐腐蚀性。
                高温氧化气氛,低碱度(Ca0/Si02=l.2?1.5)高FEO炉检,Al2o3-SiO-C砖耐▆蚀性不如Al2o3-C砖,MgO-Cr2o3砖侵蚀←率小,约为Al2o3-C砖的I/2,其次是含碳量10%的Mga-C砖,其腐蚀率比A12o3-C砖小1/5。
                (3)Mgo-C砖。Mgo-C砖的腐蚀受炉渣温度和气氛的影响很大,尤其是渣╲线。当铁氧化物含量增加时,C液相氧化引起的腐蚀加剧,渣线→上部尤为严重。对于高温氧化气氛和低碱度炉渣,Mgo-C砖采用电熔氧化镁,C含量从20%降至10%。
                U)Al2o3-SiC-C砖,在Al2o3-C耐火材料中加入SiC,可以⌒ 提高耐融还原炉渣对耐火材料的耐腐蚀性。1)添加SiC超过5%后,随着SiC量的增加,铁浴中的腐蚀率变化不大。随着SiC量的增加,率随着SiC量的增加而直线下降。2)在铁渣共存熔体中,渣线处Al2o3-SiC-C的侵蚀率,铁浴中的侵蚀率。随着时间卐的推移,熔体对耐火材料的侵蚀率降低。3)加入SiC后,由于SiC与CO之▽间的反应沉淀,砖内的脱C率降低。此外,SiO2膜对SiC的保护作用使SiC稳定存在,降低了Al2o3-SiO-C砖的孔隙率,防止熔体渗入耐火材料。

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