文档介绍：采用导热型炉缸炉底碳复合砖实现高炉安全长寿初见成效
武会卿1,李俊杰1,周宁生2,赵永安3,校松波3
(,侯马,山西043000) (,洛阳,河南471003) (,巩义,河南451250)
摘要:山西通才2#410m3和建邦2#410m3高炉在炉缸设计上打破了使用炭砖的传统,引入了新的导热材料―碳复合砖,通过3年多的实炉使用表明:碳复合砖具有碳砖和传统陶瓷杯的一切优点,又克服了它们各自的不足,使用过程中避免了炉缸象脚状蚀损、风口上翘、炉壳开裂等现象,保证了高炉的安全长寿运行。特别是碳复合砖的抗铁溶蚀性和高抗氧化性彻底解决了炭砖的不足,这种方案提高了操作的安全性,避免了炭砖在出现异常情况时短时间内烧穿的危险;显著延长高炉的使用寿命,减少和避免用钒钛矿护炉,具有良好的推广应用前景。
关键词:高炉;碳复合砖;炉缸;炉底;安全;长寿
1 通才410m3高炉下部设计方案
山西通才2#高炉于2007年12月投产。设计炉容为410m3,高炉下部原设计拟采用炭砖加陶瓷杯技术,风口以上分别采用烧成微孔铝炭砖和磷酸浸渍粘土砖。
高炉下部是关系到高炉长寿的关键部位。众所周知,目前,在国内外的高炉炉底炉缸结构主要有两种形式:一种是永久型全炭炉底炉缸结构,也叫散热型或黑色炉底炉缸结构;另一种是炭砖加陶瓷杯结构,也叫保温型炉底炉缸结构。这两种结构在国内外均有成功的实现高炉长寿的实例。
为了更有效地发挥水冷却系统的作用,彻底解决炭砖的抗铁溶蚀性差和抗氧化性差给高炉生产带来的安全隐患,在下部的设计思路上,我们引进了新的导热型材料―碳复合砖。这种理念的核心是:既然用单一的全炭炉底炉缸结构就能实现高炉的长寿,若将碳组分合理地引入到传统的氧化物基陶瓷杯材料中并采用碳结合,进行陶瓷材料与碳素材料的复合,同时保留制品内部的微孔结构,保留炭砖和传统陶瓷杯材料各自的优点,使材料既具有炭砖的高导热性,又具有传统陶瓷杯的诸如高耐压强度(常温70Ma)、耐磨性、优良的抗铁水熔蚀性(铁水溶蚀指数<%)等优良性能,同时克服炭砖易氧化的问题和克服传统陶瓷杯韧性差、热膨胀大的不足。也就是说,这种新的复合材料既集炭砖和传统陶瓷杯材料的优点于一身,又克服了两种材料的不足,那么这种材料将能够同时发挥炭砖和陶瓷杯的双重作用,将更有利于延长高炉的使用寿命。
碳复合砖及其配套泥浆的理化性能和设计方案见表1、表2和图1。
如图1所示,在设计中炉底下部采用了四层巩义五耐生产的400mm×200mm×200mm的微孔模压炭砖,炭砖上部采用两层由巩义五耐和河南科技大学高温材料研究院联合研制的CA—1牌号的碳复合砖,炉缸则没有采用炭砖而全部采用CA―1型的碳复合砖,风铁渣口也全部采用CA―1型的碳复合砖,碳复合砖与炉壳间用高导热的碳捣料填充。
这种设计方案的最大特点是在炉缸没有采用炭砖,同时是一种导热型的炉底炉缸结构形式,近似于全炭炉底炉缸的结构形式。
2生产使用情况

通才2#高炉自2007年12月29日开炉生产,开始了一代炉龄。生产一直比较稳定,高炉各项经济指标也得到优化,详见表3和表4。

高炉在运行3年零5个月后对上部进行了喷补,在此过程中对高炉的下部