自焙炭磚爐襯在大型礦熱爐上的應(yīng)用

自焙炭磚是上世紀(jì)七十年代初研究開發(fā)的一種新型炭質(zhì)筑爐材料。起初僅在中小型礦熱爐及電石爐上使用，隨著應(yīng)用技術(shù)的成熟， 逐步在煉鐵高爐和大型礦熱爐上使用。在礦熱爐應(yīng)用中，由于自焙炭磚爐襯的整體無縫結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，加之出鐵口部位采用石墨炭一碳化硅磚后，在使用過程中，一代爐齡壽命在冶煉同類產(chǎn)品的情況下提高了３倍左右，特別是在微渣產(chǎn)品冶煉中，一代爐齡可以達(dá)到10年以上。

1、自焙炭磚筑爐的特點(diǎn)

自焙無縫技術(shù)在礦熱爐的應(yīng)用，基本解決了爐底滲鐵、爐襯短壽的重大難題，一定程度上改變了電爐的工藝條件，實(shí)現(xiàn)了高負(fù)荷、高爐溫，并為增產(chǎn)節(jié)能降耗奠定了基礎(chǔ)。自焙炭磚在礦熱爐上的砌筑與傳統(tǒng)的筑爐方法有所不同，避免了使用焙燒炭塊寬縫砌筑的缺點(diǎn)。砌筑自焙炭磚時(shí)配套使用無水壓入泥漿即炭素膠泥（見表１）和浸潤劑（也稱細(xì)縫糊，見表1）并施力壓緊，炭磚環(huán)縫使用性能匹配的低溫粗縫糊（見表1）搗實(shí)。所有的炭磚要全部進(jìn)行加工并預(yù)砌。出鐵口部位采用抗渣性能好的半石墨炭一碳化硅磚。炭質(zhì)爐底、爐襯均要符合整體化的加工和施工精度標(biāo)準(zhǔn)。自焙炭磚爐底、爐襯利用烘爐和生產(chǎn)過程中的熱量及爐內(nèi)還原性條件，逐步石墨化，然后焙燒成堅(jiān)實(shí)、致密整體性強(qiáng)的炭質(zhì)爐襯，并且隨著溫度的升高發(fā)生質(zhì)的變化，即炭質(zhì)向石墨質(zhì)轉(zhuǎn)化。自焙炭磚（見表1）在高溫下形成致密的近似于無縫的整體，使合金難以滲透爐底，大大提高了爐襯的抗腐蝕能力，達(dá)到了延長爐襯壽命的目的，使生產(chǎn)盡可能長時(shí)間地連續(xù)進(jìn)行，提高了電爐的利用率，增加了導(dǎo)熱和導(dǎo)電性能，提高了熔池溫度，利于電極深插，同時(shí)也節(jié)約了因停爐而引起的各種消耗。

表1 炭素膠泥、浸潤劑、低溫粗縫糊和自焙炭磚理化指標(biāo)

爐底蓄熱能力增強(qiáng)，使?fàn)t內(nèi)難熔雜質(zhì)不易凝固，且很容易隨流動(dòng)的高溫液體排出，不易使?fàn)t底上漲。

低溫炭搗料的應(yīng)用改善了工人的勞動(dòng)條件，避免焙燒炭磚砌筑時(shí)的寬縫搗打不實(shí)和烘烤時(shí)收縮而出現(xiàn)的滲鐵現(xiàn)象。

2、自焙炭磚的砌筑

1）筑爐材料的規(guī)格、品種和質(zhì)量上都要符合標(biāo)準(zhǔn)要求。特別是出鐵口部位的半石墨炭一炭化硅磚，須進(jìn)異形精加工，并給出爐襯結(jié)構(gòu)圖（見圖１）。

2）嚴(yán)格按爐襯結(jié)構(gòu)圖要求砌筑。在爐底、爐墻鋼板處鋪10～20mm厚的石棉氈，爐墻采用輕質(zhì)粘土磚側(cè)砌一層；爐底側(cè)砌兩層，并全部以粘土耐火泥砌筑。

3） 在爐底輕質(zhì)粘土磚上部平砌高鋁耐火磚，并緊靠爐墻輕質(zhì)粘土磚，其爐襯砌筑耐火磚高度根據(jù)爐殼的具體尺寸以及工藝要求而有所不同。

4） 在筑爐過程中，自焙炭磚與耐火磚過渡區(qū)采用高鋁耐火水泥，并按一定比例用擠漿法砌筑。

5） 出鐵口內(nèi)外采用預(yù)加工好的半石墨炭一碳化硅磚砌筑，兩側(cè)用高鋁耐火磚固定，過渡部位搗制磷酸鹽結(jié)合高鋁可塑料。

6） 然后在自焙炭磚的表面砌一層３０ｍｍ厚的耐火磚，以便在烘爐過程中保護(hù)其不被高溫所氧化。

7） 自焙炭磚爐襯在烘爐初期對溫升要求特別嚴(yán)格，在每個(gè)溫升段要有足夠的保溫時(shí)間。某廠16.5ＭＶＡ電爐烘爐初期溫升時(shí)間表，見表2。

表2 自焙炭磚爐襯溫升、保溫時(shí)間參考表

3、自焙炭磚在礦熱電爐上的應(yīng)用價(jià)值

礦熱爐襯的壽命主要取決于出鐵口部位浸蝕程度，而半石墨炭一碳化硅磚能較地解決了這一問題；但該材料在高溫條件下易與堵泥中的水發(fā)生氣化反應(yīng)，裸露于空氣部分也易被氧化，而采用無水堵泥則解決了這一問題。

某廠16.5ＭＶＡ電爐采用焙燒炭磚，半年便需要大修出鐵口，以后每季需大修一次。每大修一個(gè)出鐵口需要４天時(shí)間，送電后為了保電極、加熱爐料、提高爐溫要消耗近１０萬度電恢復(fù)爐況，恢復(fù)需要３天時(shí)間，鐵口大修養(yǎng)護(hù)需７～１０天，然后要大修另一鐵口。這樣整個(gè)大修過程到恢復(fù)生產(chǎn)需要１５～２０天時(shí)間，消耗各種材料２５～３０ｔ，耗電約２０～３０萬度；在鐵口大修期的８天中生產(chǎn)中斷，直接影響了產(chǎn)量和各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)。

采用自焙炭磚砌筑并使用無水堵泥后，大修期延長兩年以上，自焙炭磚材料及砌筑費(fèi)用比使用焙燒炭磚的費(fèi)用高約１０％，但相對鐵口大修所帶來直接和間接費(fèi)用卻大幅減少，相對的經(jīng)濟(jì)價(jià)值體現(xiàn)出來。

4、結(jié)語

1）若采用自焙炭磚爐襯并配套使用無水堵泥，爐齡會更長，效果將更明顯。

2）自焙炭磚的質(zhì)量和筑爐方法是保證爐襯壽命的基礎(chǔ)，烘爐是其中關(guān)鍵步驟。

3）自焙炭磚爐襯壽命相對較長， 經(jīng)濟(jì)價(jià)值明顯，值得推廣。