关于平炉顶衬砖寿命的提高

关于平炉顶内衬使用寿命的提高摘要:本文研究了吊挂式平炉顶寿命短的原因，设计了导热性低并有特种悬挂钩的耐火砖。砌筑耐火砖时，采用了不收缩的高温砌筑泥浆。耐火材料生产过程中由下塔基尔冶金联合公司负责已磨损耐火材料的加工生产。下塔基尔冶金联合公司（ＨTMK）和下谢尔金冶金联合工厂（ＨMMZ）在拱形平炉顶进行了生产试验。试验结果得出，平炉炉顶砖的寿命提高了20%-30%，两个平炉取得的经济效益为4,656,000,000卢布/年.关键词:耐火砖开裂悬挂炉顶导热性稍低的特种耐火砖砌筑泥浆拱形平炉顶平炉顶内衬的使用寿命，特别是砖坯磨损最快部位制约着平炉内衬的寿命。例如，NMMZ的两个平炉内衬的使用寿命为150-160昼夜，而普通平炉高价冷修就需要进行30昼夜。在俄罗斯，使用最广泛的是吊挂式平炉顶结构，这种结构能防止炉顶的下沉，其局限性是炉顶不能膨胀。这种结构的特殊之处是，需用锚固件固定炉顶每圈的耐火砖和金属垫板（见图一）。国外特别重视吊挂垫板的质量。其中铬含量为20%-25%，镍含量为4%-8%。俄罗斯应用耐热垫板的经验很少。在提高平炉顶使用强度时，特别是在使用氧气时，吊挂垫板焙烧过度和断裂的现象时有发生。这导致炉顶内衬砖残厚较大时，平炉提前停产进行维修。炉顶耐火砖开裂也能引起过早损毁。损毁的主要形式是开裂，是由混料浇注过程中、炉底热修时、平炉底冷却中修时，平炉顶遇急冷急热而产生热震导致的。通常，平炉顶个别部位的耐火砖损毁较严重。由于炉顶一些支撑拱损毁部位失去了静态稳定性：导致损毁较小的部位下凹，损毁大的部位凸起。因此，炉顶先拧紧使用，用至一半炉役时再悬挂。通常在炉顶承重部位采用耐火砖制成的垫板或铁制结构来防止其变形。降落的烟尘也影响平炉顶的使用寿命。烟尘促使耐火砖表面升温并加快吊钩和衬垫的氧化。因此用压缩空气吹电炉顶不能少于2次/24小时。现在，平炉顶砌筑采用长380mm-400mm的镁铬砖或铬镁砖（PSC或SP）[1-3]。此外平炉顶损毁的原因还有：-炉顶内衬使用前，在烘烤时产生热应力，炉顶膨胀。试验发现，当高温作用于耐火砖一面时，所形成的温度梯度会引发热应力，有时超出耐火砖的机械强度从而产生微裂纹。平炉顶耐火砖最大的微裂纹区（影响寿命）位于炉顶工作面长度的1/3至1/5处[4]。裂纹的产生，与工作层表面相似，在耐火砖40mm-80mm处。-耐火砖越长（380mm-460mm），所用的砌筑材料就越多，因此应用平炉顶吊挂结构时，会对内衬产生额外的应力。-标准耐火材料（SP、PSC、PSPP）制成的电炉顶砖导热性高，致使热量损耗，排出气体过多。因此，必须采用较长的耐火砖（380mm-460mm）。-高温（高达1800℃）和腐蚀气体环境同样会损毁平炉顶砖。鉴于以上耐火砖损毁成因的分析结果，为提高平炉顶寿命，设计了炉衬特用砖的结构和物质组成（见图二），这种砖型能缓解平炉顶砖工作面的热应力。砖上的悬挂钩，除非在实际应用中脱落，否则不往下拆卸（见图三）。已磨损砖的隔热区气孔和凹槽里的纤维填料（高岭土棉、纤维棉）能有效地降低热量损耗。（见图二）由于熔融物质和气体环境造成电炉顶大面积的侵蚀损毁，炉衬特种砖由镁铬烧结颗粒或镁铬电熔颗粒的混料制成（PSC，PSPP），并用传统工艺压制成型、烧成。特种耐火砖由耐火材料公司HTMK生产。这种砖曾在HTMK和HMMZ试用过。试验结果：炉衬使用寿命提高了20%-30%，两个平炉的总经济效益4,656,000,000卢布/年。参考文献1.巴津P.H.平炉顶耐火材料使用/巴津P.H，C.M茹巴科夫，Ｋ.Ａ安博福－阿拉木图：哈萨克斯坦科学，1966.2.贝德琳娜Ｒ.Ｎ.平炉顶镁铝尖晶石砖的使用/Ｒ.Ｎ贝德琳娜，Ａ.Ｅ巴纳林，Ａ.Ｅ乌斯别勒科//耐火材料-1963，NO.5。3.安达诺夫K.E.变量分析法研究熔池连续吹氧时平炉砌砖寿命/K.E.安达诺夫,U.P卡明斯基，B.D明格维奇，V.P涅巴斯文斯基//耐火材料的工艺原理研究-1965，第八期，第211-247页。4.斯罗文戈夫斯基V.V.炉衬保温装置保护层和高效砌筑料的鉴定方法/V·V斯罗文戈夫斯基//新耐火材料，2009第7期，第34-37页。SlovikovskiiV.V.Methodsforevaluatingeffectivemortarsandprotectivecoatingsforlayingaheatingunitlining/V·VSlovikovskii//RefractoriesandIndustrialCeramics—2009-Vol.50.NO.4.—P.273-275.5.斯罗文戈夫斯基V.V.特用砖制高温冶炼设备的内衬砌筑/V.V斯罗文戈夫斯基//新耐火材料，2010第8期，第7-10页。SlovikovskiiV.V.Brickworkoffurnaceliningofhightemperaturemetallurgicalplantsproducedfromspecialrefractorymaterials/V·Vslovikovskii//RefractoriesandIndustrialCeramics-2010-Vol.51.NO.4.—P.233-235.作于2012.11.12V.V斯罗文戈夫斯基A.V顾昂耶娃，2013年