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矿热炉:矿热炉冷凝内衬和整体内衬技术探讨

2021/02/23 16:17
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  矿热炉炉衬是盛装炉料和液态合金的坩埚,需要承受一定的压力和高温,同时需要承受CO和O2的侵蚀。隔热炉衬主要由碳砖炉衬和耐火砖炉衬组成。到目前为止,大多数铁合金厂家也采用了隔热炉衬。炉衬材料研发和应用的目的是延长炉衬的使用寿命,减少铁合金生产企业因炉衬损坏而造成的停工损失。

矿热炉

  建新推荐矿热炉冷凝内衬和整体内衬技术探讨:

 

  一、传统保温炉衬的结构和特点

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  1.保温炉衬可以承受一定的压力和高温,减少炉内热量损失,在一定程度上提高能量利用率。矿热炉厂家

 

  2.保温炉衬的温度分布。模拟结果可以作为实际生产的参考,可以直观地了解炉衬的温度分布,但并不是实际操作过程中的真实温度,存在一定的温度偏差。耐火砖层与碳衬层的界面温度约为1300。普通75#高铝砖在荷载作用下的软化点约为1450。耐火砖长期处于高温状态,高温下的疲劳强度随着炉子运行时间的增加而降低。矿山设备厂家

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  3.高温条件下,炉衬气体压力较高,气体排放过程形成较大的通道,成为高温合金液泄漏的通道,高温侵蚀也更加严重。

 

  二、冷凝炉炉衬的结构和特点

 

  1.冷凝式炉衬是近30年来国外炉衬发展的主流,其热损失原理与绝热炉衬完全不同。

 

  2.冷凝式炉衬的两种主流结构。目前广泛使用的冷凝炉衬有以美国Uca为代表的水冷炉衬和挪威埃肯公司开发的非水冷冷凝炉衬。这种衬里的特点是衬里的厚度比隔热衬里的厚度薄。虽然两种冷凝炉内衬的结构不同,但原理是一样的。美国Uca水冷冷凝炉衬多用于含高腐蚀渣的高碳锰铁炉和一些特殊炉型。埃肯的冷凝炉衬主要用于硅锰炉、工业硅炉、电石炉和硅铁炉,无需水冷即可达到冷凝效果。

 

  3.埃肯冷凝炉炉衬的温度分布。25.5兆伏安工业硅炉埃肯冷凝炉内衬。底部耐火砖层与碳衬之间的界面温度约为870。

 

  三.整体衬砌的特点及发展

 

  1.整体衬砌的特点。该坩埚由碳素捣打料整体打结而成,无缝隙,结构简单,操作方便。

 

  2.整体衬砌的结构特点。整体内衬的主要特点是没有缝隙,烘烤后形成整体坩埚。焙烧后会出现随机分布的细小裂纹,但不会出现自然裂纹,可有效防止铁水泄漏。

 

  3.上世纪90年代,我国也尝试过用温捣糊将整块炉衬绑起来,打结炉衬的效果类似于碳砖。但由于温捣膏性能不理想,且捣打温度严格控制,大多数情况下都不是很成功,最终无法大规模推广。

 

  四.传统碳砖与冷捣糊整体衬里的比较

 

  1.碳砖内衬的渗漏机理

 

  (1)碳砖在炉衬冷却过程中收缩,碳砖之间的间隙变大。开炉时,间隙无法恢复到原来的大小,铁水会通过间隙。碳砖的单体密度高于用冷捣糊烘烤后的密度,但不能形成整体内衬。

 

  (2)碳砖导热系数比较高。在新炉衬的烧制过程中,炉衬的温度上升非常快,并且在内部会形成大量的气体,这将在炉衬中形成通道。

 

  (3)冷捣糊施工过程可控。施工后的密度由骨料的粒径、粘结剂的用量和温度决定。埃肯对施工后的冷捣糊密度进行了测试和研究,并开发了适合产品特性的密度计来控制施工后的冷捣糊密度。

 

  五、结论

 

  1.矿热炉内衬冷凝的优点是延长内衬的使用寿命,减少因内衬频繁大修和新施工造成的经济损失。我国冷凝炉炉衬发展相对缓慢,主要与铁合金厂家对冷凝炉炉衬的认知、冶炼工艺和设备参数匹配有关。

 

  2.整个内衬单体的密度低于碳砖,但可以形成一个没有自然缝隙的整体坩埚,有效防止铁水泄漏。整个炉衬中所有的冷捣糊都需要在炉内烘烤,这是一个缓慢的传热过程,炉内气体可以有效去除。

 

  3.矿热炉炉衬在使用过程中需要仔细维护。启动和关闭期间的冷却速度越慢,衬里应力的释放越充分,开裂风险越低。在炉子操作过程中应注意电极长度,以避免电极电弧烧坏炉衬。配料的碳平衡很重要,缺碳操作会造成碳衬的消耗。

 

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