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      高壓鍋爐管

      高爐內各部位工作環境

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      高爐內各部位工作環境

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      高爐內各部位工作環境

      總體來說,高爐冶煉時各部位的工作環境都很惡劣,但也有些細微區別。

      爐喉:它主要是起保護爐襯作用。爐喉正常工作時,溫度為400~500度,受爐料的撞擊和摩擦較為激烈,極易磨損。因此,爐喉部位一般多用高鋁磚砌筑,爐喉鋼磚一般采用鑄鋼件,即使這樣,爐喉受侵蝕仍不可避免,特別是爐喉鋼磚下沿受物料沖擊磨損更為突出。

      爐身:高爐本體重要組成部分,起著爐料的加熱、還原和造渣作用,自始至終承受著煤氣流的沖刷與物料沖擊。但爐身上部和中部溫度較低(400~800度),無爐渣形成和渣蝕危害。這部位主要承受爐料沖擊、爐塵上升的磨損或熱沖擊(最高達50度/分),或者受到堿、鋅等的侵入,碳的沉積而遭受損壞。

      爐身下部溫度較高,有大量爐渣形成,有熾熱爐料下降時的摩擦作用;煤氣上升時粉塵的沖刷作用和堿金屬蒸氣的侵蝕作用。因此這個部們極易受侵蝕,嚴重者冷卻器全部補侵蝕光,只靠鋼甲來維持。例如某鋼廠5號高爐,1996年4月破損調查時發現,7段2鋼甲裂紋像網一樣縱橫交錯,幾乎連成一片,裂紋、龜裂嚴重,此段冷卻壁基本全部被侵蝕、蝕光,只靠鋼甲用來維持(爐役后期)的。這種現象在全國基他高爐上也可能有類似的現象。也就是說,高爐壽命長短與爐身部位的壽命長短有很大關系。因此,(特別是爐身下部)要求是選用有良好抗渣性、抗堿性及高溫強度和耐磨性較高的優質粘土磚、高鋁磚和剛玉磚。

      爐腰:它起著上升煤氣煤氣流的緩沖作用。爐料在這里已部分還原造渣,透氣性較差,同時渣蝕嚴重。另外,爐腰部位的溫度高(1400~1600度),高溫輻射侵蝕嚴重,堿的侵蝕也比較嚴重,含塵的熾熱爐氣上升,對爐襯產生較強的沖刷作用;焦炭等物料產生摩擦;熱風通過時引起溫度急劇變化作用。所以,爐腰極易受損的區域。直接影響了高爐壽命。其侵蝕原因見下

      爐身上部

      (1)爐料磨損

      (2)煤氣流沖刷

      (3)堿金屬、鋅、沉積碳的侵蝕

      爐身中、下部及爐腰部位

      (1)堿金屬、鋅、沉積碳的侵蝕

      (2)初成渣的侵蝕

      (3)熱震引起的剝落

      (4)高溫煤氣流的沖刷

      爐腹部位

      (1)渣鐵水的沖刷

      (2)高溫煤氣流的沖刷

      爐缸風口帶

      (1)渣鐵水的侵蝕

      (2)堿金屬的侵蝕

      (3)煤氣流的沖刷

      鐵口以上的爐缸碳磚

      (1)堿金屬的侵蝕

      (2)熱應力破壞

      (3)二氧化碳和水的氧化

      (4)渣、鐵水的溶蝕及流動沖刷

      鐵口以下的爐缸及爐底碳磚

      (1)鐵水的溶蝕

      (2)鐵水流動沖刷

      (3)鐵水滲透侵蝕

      (4)爐缸圓周碳磚仍有堿金屬侵蝕

      爐腹:爐腹連接著爐缸和爐腰。一般作上大下小設計也正適應氣體體積增加和爐料變成渣鐵后體積縮小的需要。訪部位溫度更高。其下部爐料溫度均在100~1650度,氣流溫度也高,并形成大量的中間渣(指處于滴落過程中成分、溫度在不斷變化的爐渣,國外稱爐腹渣)開始滴落。因此,該部位所受的熱輻射、熔渣侵蝕都很嚴重。另外,堿金屬的侵入,碳的沉積而引起的化學作用、由上而下的熔體和由下而上的熾熱氣流的沖刷作用也加劇。所以,該部位也一直是高爐易受損區域。

      爐缸、爐底:爐缸主要起著燃燒焦炭和儲存渣鐵的作用。由風口鼓入的熱風首先與焦炭燃燒,產生煤氣(即煤所的初始分布)供給高爐冶煉還原用。風口區是高爐內溫度最高的區域,一般在1700~2000攝氏度以上。煉鐵生產的終了產物渣鐵也聚集在爐缸,周期地由渣口和鐵口排出。爐缸的襯磚(特別是碳磚)主要受渣鐵水的沖刷與侵蝕。爐底主要是保護爐缸。避免渣鐵泄漏。但爐底磚襯主要受鐵水的沖刷侵蝕,乃至損毀。鐵水侵入可引起耐火磚上浮,化學侵蝕可引起耐火磚脆化層的擴展,從而使高爐爐底耐火材料發生嚴重的破壞。由于爐缸、爐底耐火磚襯受侵蝕后不易修補,因此其損壞程度往往決定著高爐的一代壽命。該部位要求耐火材料具有耐渣鐵水的侵蝕、滲透,耐堿性和導熱性更好。

      出鐵口:隨著高爐日趨大型化,導致每日出鐵次數增多,周而復始,出鐵口的工作條件是相當苛刻的。出鐵口既要受到鐵水環流、爐渣、堿的侵蝕和摩擦作用,又要受到從出鐵到出鐵結束溫度變化所帶來的熱沖擊,同時也受到開鐵口或堵鐵口時的機械振動損傷。

      高爐出鐵溝:高爐出鐵溝是高溫鐵水或熔渣流經的通道,其襯體主要受鐵水、熔渣及微量元素的沖刷侵蝕及浸潤。這要求出鐵溝用耐火材料不僅抗渣鐵水侵蝕性強,而且抗高溫性能更好。同時,煙氣、灰塵、粉粒等對周圍具有一定的污染作用,所以,出鐵場環境較為惡劣。各國十分注意環境保護工作,在出鐵溝襯里長壽的基礎上,安設有襯罩蓋,并配有吸塵裝置,這樣大大改善了高爐爐前的作業環境。

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