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20世紀(jì)80年代以前用隧道窯焙燒的無(wú)煙煤和以冶金焦為主要原料生產(chǎn)的炭塊，導(dǎo)熱能力比較差，在生產(chǎn)中爐缸炭塊產(chǎn)生環(huán)狀斷裂和異常侵蝕。斷裂滲鐵后裂縫逐漸擴(kuò)大并形成鐵水滲入層。為了消除爐缸炭塊環(huán)狀斷裂對(duì)爐缸使用壽命的影響，各國(guó)都在提高炭塊的使用性能上進(jìn)行了大量的研究試驗(yàn)。通過(guò)提高生產(chǎn)炭塊原料的質(zhì)量(改為電煅燒無(wú)煙煤)和增加添加劑來(lái)提高炭塊的質(zhì)量(微孔和超微孔、高導(dǎo)熱、高耐蝕)。

使用熱模壓小塊炭磚(NMA和NMD)并配合高性能的膠泥(C-34和C-46)，爐襯厚度在1000mm左右就可以確保12年以上的使用壽命。延長(zhǎng)內(nèi)襯使用壽命的關(guān)鍵是依靠高導(dǎo)熱在炭塊的工作面上形成凝結(jié)保護(hù)層(石墨碳沉積物、渣和鐵的混合凝固物)，使炭磚不再被侵蝕。

如何選擇爐缸部位組合磚材質(zhì)?

鐵口組合磚材質(zhì)的選擇

鐵口組合磚目前在設(shè)計(jì)中普遍采用復(fù)合棕剛玉磚或剛玉-莫來(lái)石磚，這兩種材質(zhì)耐鐵水沖刷侵蝕的能力并不理想，在生產(chǎn)中表現(xiàn)出鐵口深度不穩(wěn)定。

根據(jù)鞍鋼2580m3和1000m3高爐的生產(chǎn)實(shí)踐，鐵口應(yīng)用鋁-炭-碳化硅組合磚時(shí)，鐵口深度比較穩(wěn)定，而且容易維護(hù)。所以，選擇鋁-炭質(zhì)組合磚比較適宜。

風(fēng)口組合磚材質(zhì)的選擇

風(fēng)口組合磚目前在設(shè)計(jì)中也是普遍采用復(fù)合棕剛玉磚或剛玉-莫來(lái)石磚，由于風(fēng)口組合磚是爐缸中溫差最大的部位，因此，必須選擇耐急冷急熱性能和抗渣侵蝕性能都好的耐火材料。根據(jù)國(guó)外的經(jīng)驗(yàn)和鞍鋼10號(hào)高爐的生產(chǎn)實(shí)踐，炭素材料比較好。

爐缸采用炭塊-陶瓷杯內(nèi)襯結(jié)構(gòu)以后，高爐冶煉規(guī)律發(fā)生了明顯的變化，主要表現(xiàn)在：

(1)爐缸耐火材料內(nèi)襯層的溫度梯度明顯改變，靠近渣鐵面的爐襯溫度梯度提高。開(kāi)爐半年以后陶瓷杯層和炭塊接觸面的溫度，正常情況下在800?950℃的范圍內(nèi)，如果低于750℃(相差100℃以上)，表明爐缸爐墻結(jié)厚。

(2)鐵水的物理熱提高，同樣容積的高爐，在生鐵含Si量相差不大的條件下，有陶瓷杯和無(wú)陶瓷杯的相比，鐵水溫度提高18-21℃。

(3)在正常生產(chǎn)的條件下，生鐵含硅0.35%左右時(shí)，相當(dāng)于無(wú)陶瓷杯層高爐生鐵含硅0.50%~0.55%時(shí)的物理熱水平。因此，生鐵含硅可以降低0.15%-0.20%，焦比平均降低6~8kg/t。

(4)爐缸溫度提高以后，渣鐵的流動(dòng)性改善，提高了爐況對(duì)外部條件變化的應(yīng)變能力。

(5)當(dāng)爐溫連續(xù)(2~3次鐵)低于熱制度規(guī)定的下限時(shí)，渣鐵仍然可以正常流動(dòng)。

(6)長(zhǎng)時(shí)間休風(fēng)(超過(guò)8h的休風(fēng))送風(fēng)后出頭一次鐵時(shí)，渣鐵的物理熱提高，流動(dòng)性改善，鐵口容易處現(xiàn)。

(7)長(zhǎng)時(shí)間爐溫偏高(Si在0.5%~1.0%的范圍)并含硫較低時(shí)爐缸爐墻容易結(jié)厚，需要注意預(yù)防。