高炉出铁系统常用的耐火材料有哪些？

高炉出铁系统是高炉冶炼过程中关键的部分，它负责将熔融铁水从炉体引出并送往后续的处理环节。由于出铁系统需要承受高温、熔渣、铁水的侵蚀和热冲击，因此对耐火材料的要求非常高。以下是高炉出铁系统常用的耐火材料及其特点和应用：

 

一、高炉出铁系统的主要部位

 

1. 出铁口

    主要用于排出熔融铁水，是高温、熔渣和铁水侵蚀比较严重的区域。

2. 出铁槽

    铁水通过出铁口流入的通道，需具备良好的耐高温和抗侵蚀性能。

3. 出铁系统的过渡区域

    出铁口与出铁槽的连接部分，需要耐火材料具有良好的抗热震性和结构稳定性。

 

二、高炉出铁系统常用的耐火材料

 

1. 镁碳砖

    特性：镁碳砖由镁砂和石墨等材料制成，具有优异的耐高温性、抗碱性渣侵蚀性和抗热震性。镁碳砖在高温下表现出很好的化学稳定性。

    应用：镁碳砖广泛用于高炉出铁口和出铁槽等部位，能够有效抵抗高温熔融铁水和熔渣的侵蚀。由于其优异的耐侵蚀性能，镁碳砖特别适合用于出铁口等高侵蚀性环境。

 

2. 高铝砖

    特性：高铝砖的主要成分是铝矾土，具有较高的耐火度（1700～1800℃）、良好的抗热震性和较高的抗压强度。其化学稳定性较好，对酸性环境具有较强的耐受性。

    应用：高铝砖常用于高炉出铁系统的炉衬、出铁口和出铁槽的耐火保护。由于其良好的耐高温性和抗热震性，高铝砖能有效减少熔融铁水对衬里的侵蚀。

 

3. 刚玉砖

    特性：刚玉砖主要成分为氧化铝，具有高的耐火度（1800℃以上），优异的抗侵蚀性和耐磨性。刚玉砖在高温下结构稳定，能够抵抗熔融金属和熔渣的侵蚀。

    应用：刚玉砖适用于高炉出铁口和其他高温、高侵蚀区域。其高耐磨性使其在出铁口等高冲击部位的应用非常合适。

 

4. 碳化硅砖

    特性：碳化硅砖由碳化硅为主要成分，具有高的耐高温性和耐化学侵蚀性能。其高热导率能够有效减少热损失，且具有优异的耐磨性。

    应用：碳化硅砖常用于高炉出铁槽的耐火保护，能够有效抵抗熔融铁水的侵蚀和磨损，提升耐火衬里的使用寿命。

 

5. 耐火浇注料

    特性：耐火浇注料是一种可以现场浇筑的耐火材料，具有优良的施工性、耐高温性和抗侵蚀性。根据使用需要，浇注料的成分可以调整以满足特定工况的要求。

    应用：耐火浇注料适用于高炉出铁系统中的复杂部位，如出铁口的修补、过渡区域以及与出铁槽连接的部位。浇注料可以在现场根据形状和结构进行施工，适应性强。

 

6. 高铝浇注料

    特性：高铝浇注料具有优良的高温性能和抗侵蚀性，主要由铝矾土、铝土矿等材料制成。其施工后强度高，耐高温和抗渣性好。

    应用：高铝浇注料常用于高炉出铁口的修补和耐火衬里的施工，能够有效抵抗熔融铁水的侵蚀，并适应复杂的施工环境。

 

三、高炉出铁系统耐火材料选择的原则

 

1. 耐高温性

    选择耐火材料时需确保其能够承受高炉出铁系统中的高温环境。耐火材料的耐火度应高于实际工作温度，以确保长时间稳定运行。

 

2. 抗侵蚀性

    高炉出铁系统与熔融铁水和熔渣直接接触，耐火材料需要具备良好的抗侵蚀性能，以防止熔融铁水和熔渣对材料的侵蚀。

 

3. 耐热震性

    由于高炉出铁系统会经历温度的波动，耐火材料需具有良好的耐热震性，避免因温度骤变产生裂纹或脱落。

 

4. 耐磨性

    出铁口和出铁槽经常受铁水冲击和摩擦，耐火材料需要具备优异的耐磨性，避免因磨损而影响衬里的使用寿命。

 

5. 施工性

    耐火材料的施工性也是选择的重要因素。对于复杂形状和难以施工的区域，选择适合的耐火浇注料可以提高施工效果和效率。

 

总结

高炉出铁系统的耐火材料需要具备耐高温、抗侵蚀、耐热震和耐磨损等特性。镁碳砖、高铝砖、刚玉砖、碳化硅砖等材料在高温、高侵蚀环境中表现优异，而耐火浇注料则适用于复杂的施工部位。根据不同部位的工况要求，合理选择和使用这些耐火材料能够有效提升高炉出铁系统的稳定性和使用寿命。