1الفرن العالي والفنجان الحديدي للفرن العالي الحديد
(1) الفرن العالي
الفرن العالي هو معدات حرارية تستخدم لتجميع وتخزين والحفاظ على درجة حرارة ثابتة (1250-1300 درجة مئوية) مع خلط المكونات الحديدية بشكل موحد.الفرن العالي مغطى بمواد مقاومة للنارالسبب الرئيسي لتلف الغطاء الحارق هو تسلل الحديد المنصهر إلى الشقوق بين الطوب ، جنبا إلى جنب مع رفع الطوب ، وتآكل الخاليط ، والتفريق.اعتماداً على محتوى القشرية في الخردةيتم استخدام طوب المغنيسيوم أو طوب المغنيسيوم أو طوب الأوليفين أو طوب عالية الألومينا مع نسبة عالية من الألومينا. عندما يكون للخردة محتوى قليل من القلي ، يتم استخدام منتجات السيليكات الألومينيومية.عندما تحتوي الخامات على Na2O > 2 ٪ ٪في هذه الحالات ، يتم استخدام طوب المغنيسيوم أو مواد مقاومة للنار من المغنيسيوم أوليفين. يجب إيلاء اهتمام خاص لعمر الطين النار ،والتي يجب أن تكون قادرة على جعل المفاصل الطوب كثيفةعادة ما تكون غطاء الفرن العالي الحمضي مصنوعة من الطوب السيليكي.
(2) كيس حديدي لفرن عال
مع زيادة إنتاج الصلب ، فقد الفرن العالي ، كوعاء تخزين للحديد المنصهر ، وظيفته المحددة واستبدل بوعاء الحديد من نوع الفرن العالي ،كما هو مبين في الشكل 11-2ظروف التشغيل للمواد المقاومة للنار في المقابس الحديدية مشابهة لتلك الموجودة في الفرن العالي.ينطوي على توزيع حمولة متساوية على اثنين من العوارض الداعمةحتى انحناء طفيف لهذه العوارض يمكن أن يسبب ضغط حمل ميكانيكي يصل إلى 0.2 MPa أو أعلى على مناطق معينة من الغطاء.هذا الشرط يؤدي إلى قيود الزحف للمواد الصلبة المطبقةيُقترح أنه تحت حمل 0.2 MPa عند 1300 °C ، يجب ألا يتجاوز معدل الزحف ≥ 0.03٪ / ساعة. عند استخدام مواد مقاومة للحرارة مغطاة بالقطر ، يتم تحسين عمر غطاء المقابس بشكل ملحوظ.غطاء المكعب يتكون عادة من ثلاث طبقاتطبقة العمل، طبقة الحماية، طبقة العزل الحراري.لا تستخدم المفرن العالي فقط كأداة لنقل الحديد السائل من الفرن العالي إلى معدات تصنيع الصلب ولكن أيضًا كحاوية للتكرير خارج الفرن، بما في ذلك إزالة الكبريت من الحديد المنصهر. يستخدم الجير كعامل إزالة الكبريت ، والذي ينفخ في الحديد المنصهر ويتخلط مع الغاز اللاحق في تيار النيتروجين. في مثل هذه الحالات ،تستخدم مواد مقاومة للنيران من المغنيسيوم أو كربيد الألومينا والسيليكون في بطانة المقابس الحديديةعند استخدام كربيد الكالسيوم لإزالة الكبريت من الحديد المنصهر ، يتم استخدام غطاء منتج المغنيسيوم والكالسيوم غير المحترق ، مما يعطي نتائج جيدة.,ويتم إزالة السيليكون داخل المقابس باستخدام منتجات Al2O3-SiC-C بنتائج جيدة. في الصين ، الطوب عالي الألومينا المغطاة بالبيتش ، أو تلك التي تضاف SiC أو C أو كليهما ،تستخدم لتعزيز مقاومة التآكل والصدمات الحراريةبعضها يستخدم صيانة الدولوميت
2فرن الكوكا
يحتوي فرن الكوكس على هيكل معقد للجدار المقاوم للنار. الجزء الأكثر أهمية من الجدار هو جدار غرفة الاحتراق. يعمل في الظروف التالية:درجة الحرارة حوالي 1300 درجة مئوية مع اختلاف ضئيلتبدأ درجة حرارة الكوكس عند 500-600 درجة مئوية خلال دورة الكوكس وترتفع إلى 1200-1250 درجة مئوية في نهاية عملية الكوكس. وفي الوقت نفسه، تصل درجة الحرارة في وسط كعكة الكوكس إلى 1100 درجة مئوية.عرض الغرفة هو 400×450 ملم، وفترة التكوك تستمر لمدة 14 إلى 17 ساعة. للعمل الطبيعي لفرن الكوكس، من الضروري الحفاظ على ضيق الغازات العالي للجدران والحائط.الحائط المقاوم للنيران يتحمل أيضا الضغوط الضغطية بسبب كل من كتلة الحائط نفسه ووزن عربات شحن الفحم على رأس الفرن. يمكن أن تستوفي طوب السيليكا فقط هذه الشروط. يمكن أن تستمر أفران الكوكس التي تستخدم طوب السيليكا لمدة تصل إلى 40 عامًا. ومع ذلك ، فإن الطوب السيليكا لديه توصيل حراري منخفض نسبيًا في درجات حرارة الكوكس ،حوالي 1.9 W/(m·K) ، وبسبب تقلبها العالي ، لا ينبغي أن تتجاوز درجة الحرارة 1250 °C. في الوقت الحالي في مرحلة التطوير مواد مقاومة للحريق أكثر كفاءة لتحل محل الطوب السيليكا.مثلاً، هناك مقترحات لمنتجات المغنيسيوم والسيليكا في الهياكل الجدارية، وتجربات مع الطوب الكربيد السيليكون، والكوروندوم الحارق، والطوب السيليكا التي تحتوي على الحديد قيد التنفيذ.كما تستخدم الألواح المقاومة للنار (ألواح الحائط الكبيرة) لاستبدال منتجات الكتل الصغيرة ذات الشكل المعقد.
3صناعة الحديد المباشرة
تنتج عملية إنتاج الحديد مباشرة من خام الحديد حديد إسفنج، حديد حبيبات، أو حديد سائل، الذي يتم تسخينه في وسط غاز تخفيضي (H2، CO) ، وذلك بشكل رئيسي لتقليل أكسيد الحديد إلى الحديد المعدني.يتم إنتاج الحديد الإسفنج في درجات حرارة أقل من 1000 درجة مئوية في فرن عمودييمكن استخدام مواد صلبة للطين العادية في هذه الأفران. يتم إنتاج غاز التخفيض باستخدام الغاز الطبيعي (CH4) وتحويله في سخان غاز متخصص بناءً على مبدأ التجدد.سخان الغاز، مماثلة بنيويًا لمواقد فرن عالية، تستخدم النيكل كمحفز لتحويل الغاز الطبيعي.شبكة سخان الغاز تلعب دورًا رئيسيًا كمحفز وتعمل تحت درجات حرارة متغيرة ووسائط غازية، العمل في ظل ظروف الانتقال من الأكسدة إلى الانخفاض.القضايا التي تنشأ هنا تنطوي على مقاومة الصدمات الحرارية للمواد الحارقة واستقرارها الكيميائي فيما يتعلق بالتحفيزووفقًا للبيانات ذات الصلة ، فإن الطوب Al2O3-C ومنتجات MgO-Cr2O3 تظهر أداءً أفضل.كما يتم استكشاف المواد الصلبة المستخدمة.
4أفران الحديد المتجمدة
من أجل تعزيز الإنتاج المعدني ، تم اعتماد طرق مختلفة ، بما في ذلك تكوين معدات المعالجة الحرارية المسبقة لمواد خام خام خام الحديد:أجهزة التخمير على الحزام النقل وأجهزة تحميصوتشمل المعدات المشتركة الأفران الرأسية وأفران السرير السائل وأجهزة حرارية أخرى.يتم تصنيع غطاء الفرن في المقام الأول من منتجات عالية الألومينا مع محتوى Al2O3 من 85٪، مختلف تركيبات الصخور الحارقة ، والمواد العازلة مثل موليت ، ألواح السيليكا ، طوب بيرليت ، أو الألياف الحارقة.يتم إصلاح الملفات المقاومة للنيران المتضررة وتصحيحها باستخدام أساليب الرش لتمديد عمرها.
