竖炉冶炼铬铁新工艺炉缸耐火材料的研究.pdf

鞍山科技大学
硕士学位论文
竖炉冶炼铬铁新工艺炉缸耐火材料的研究
姓名:王明东
申请学位级别:硕士
专业:钢铁冶金
指导教师:金永龙;毕万利
20060310
摘要关键词:竖炉,铬铁,新工艺,炉缸,耐火材料炉。迄今为止还没有人对此进行深入的研究,因此对该炉缸耐材的研究具有重要的现实意义。鉴于此,本论文以该炉缸可能用到的现有耐材为基础,针对新工艺对炉缸耐材的具体影响,旨在揭示该炉缸耐材的侵蚀规律,以况。同时应用三元系统相图、等温截面图,对高炉渣、电炉渣及新工艺炉渣与耐材的作用情况进行比较分析,定性确定新工艺炉渣对耐材的侵蚀程一步揭示了新工艺炉渣碱度、温度的变化以及铬铁对耐材侵蚀的影响。试验表明莫来石砖和棕刚玉碳化硅砖抵抗该炉渣侵蚀和渗透能力较强,并对确定莫来石砖为该炉缸内衬,并外砌碳砖形成陶瓷杯结构。本论文对于竖炉冶炼铬铁新工艺炉缸耐材的选择具有一定的指导意宝钢提出了一种竖炉冶炼铬铁新工艺,其炉缸工况不同于高炉和电便选取性价比高的耐火材料。其主要内容包括以下两个方面:首先,对新工艺炉缸耐材进行理论研究。对可能用到的耐材进行可行性分析及相应的热力学计算得出:硅酸铝、刚玉质耐材基本符合该炉缸工度。其次,对新工艺炉缸耐材进行试验研究。通过抗渣、铁侵蚀试验,进两种砖进行正交试验,确定了影响侵蚀的主次因素。通过理论研究及岩相分析,研究了该炉渣对耐材的侵蚀机理。最后通过其它性能的综合比较,义。鞍山科技大学硕士学位论文
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第一章绪论本课题研究的背景验的基础上,提出了铬粉矿冷固结含碳团块一转底炉预还原一熔化一还原竖炉终还原的新工艺缤.,此工艺将为冶炼不锈钢提供优质的铬铁。竖炉冶炼铬铁作为一种正在研发的新兴工艺,其炉缸工况不同于高炉和电随着我国国民经济建设的不断发展,不锈钢需求量日趋增大。近年年均以ヒ陨系乃俣鹊菰觥瓴恍飧值氖导氏蚜吭万吨至蚨郑瓴恍飧窒蚜看万吨左右,年初步统计为万吨至蚨肿笥摇Tぜ频甑牟恍飧窒蚜吭万吨至帧。。为了应对国内钢材市场对不锈钢产量日益增加的要求,宝钢集团上海第一钢铁有限公司、宝钢研究院、上海大学、北京钢铁研究总院、鞍山科技大学在总结国内外直接还原、熔融还原和氧煤炼铁等技术开发的历史经炉缸是竖炉的关键部位,炉役的寿命取决于炉缸和炉底耐材的寿命。炉,迄今为止还没有人对此进行深入的研究,为此对该炉缸耐材的研究已成为该工艺研发中急需解决的课题。显然,本课题的研究具有重要的现实意义。鞍山科技大学硕士学位论文
,如图所示。高炉炉缸呈圆筒形,态渣、铁在炉缸中贮存,并从铁渣口周期性排放【俊高炉炉料从上至下进行热交换,造成温度、压力和气氛的差异,使得高炉炉衬处于不同环境中,所以高炉的炉衬在不同区域破损的机理也各不相同。炉缸各部位受破损主要是来自化学的、热力的及机械磨损的综合结果,归纳在表中。尽管高炉的实际破损情况可能大不相同,但这些破损机理在每个高炉上都存在。沿炉缸不同高度设置了铁口、渣口和风口。热风从风口吹入炉内,炽热的焦炭在风口带进行激烈的燃烧反应形成风口焦炭回旋区。冶炼中生成的液图竖炉冶炼铬铁新工艺流程图鞍山科技大学硕士学位论文第一章绪论
风口化学侵蚀是指因氧化、碳的沉积、碱蒸气和碱冷凝液、炉渣及热金属的侵蚀所造成的化学作用:热力侵蚀是指耐火材料的热面温度高于其材料本身的反应停止温度,或者说达到了俳绶从ξ露群笠蚵霰浠斐杉ち的温度波动所形成的热应力;机械磨损主要指炉内煤气流中所带颗粒对炉衬的冲刷、炉料下降对炉墙的磨损以及炉墙渣皮脱落对下面炉衬的冲击图呗啄诔氖疽馔表猯炉缸各部位破损情况鞍山科技大学硕士学位论文第一章绪论。
的波动,对耐火材料就会产生热波动,而产生热冲击时的温度高于耐火材料的反应停止温度,如果反复的冲击超过了耐火材料能够承受的能力,就渣皮必然将与粘附在一起的耐火材料破裂层一起脱落,而新的耐火材料将冷凝物有机会接触到耐火材料的内表面,加快了砖内部的化学侵蚀。随着薄,最后全部被侵蚀掉,并使冷却壁暴露在高炉内部环境中。当冷却壁受到与耐火材料相同的温度冲击时,铸铁的表面同样也会产生裂纹与散裂,最后导致冷却壁的损坏。下面具体介绍下炉底和炉缸耐材损毁的情况:茁坠ぷ魈跫涠窳樱淠途眯允恰ù呗倜木龆ㄐ砸蛩亍产中炉底温度检查表明,炉底破损可分为两个阶段。在开炉初期是铁水渗深,由于铁水密度./蟠蟾哂诟呗惩磷┑拿芏高铝砖的密度..,在铁水的静压当炉底侵蚀到一定深度后,渣铁水的侵蚀逐渐减弱,坑底下的砖衬在长期的高温高压下,部分软化重新结晶,形成一层熔结层。其厚度约,小高炉则薄得很多。熔结层是一个组织致密、砖缝消失、容重较高的整体,与