Api dan dasar tungku tinggi harus menggunakan struktur yang seluruhnya terbuat dari batu bata karbon atau batu bata karbon komposit, menggunakan batu bata karbon berkualitas tinggi untuk konstruksi.Untuk tungku tinggi besar, penggunaan batu bata karbon dan batu bata SiC sangat penting untuk memperpanjang umur tungku.perutOleh karena itu, memperpanjang umur perapian telah menjadi fokus utama dalam mencapai umur panjang untuk tungku tinggi.
Dalam beberapa tahun terakhir, beberapa tungku tinggi di Cina mengalami peningkatan perbedaan suhu air atau bahkan pembakaran di perapian, yang membutuhkan langkah-langkah komprehensif untuk mengatasi masalah ini.Batu bata karbon berkualitas tinggi dan blok yang digunakan dalam tungku tinggi harus memenuhi standar kinerja konvensional sekaligus memenuhi persyaratan konduktivitas termal, permeabilitas, ketahanan oksidasi, ketahanan alkali, dan ketahanan terhadap erosi besi cair.
Daerah tuyere dianjurkan untuk menggunakan struktur batu bata komposit, biasanya batu bata corundum-mullite, batu bata corundum cokelat, atau batu bata karbon panas seperti NMA atau NMD.Penyebab umum erosi di perapian termasuk abrasi mekanis dari koks dan slag, korosi kimia, oksidasi oleh uap air, serangan dari seng dan logam alkali, dan kerusakan tekanan termal.
Untuk mengatasi masalah ini, tungku tinggi dapat mengadopsi batu bata karbon mikroporus dengan konduktivitas termal yang tinggi dan memperkuat langkah pendinginan pada dinding pendinginan perapian.Hal ini memastikan bahwa suhu pengerasan slag dan besi cair (1150 °C) tetap dalam batu bata karbon, menjauhkannya dari dinding pendingin.
Saat ini ada tiga struktur dasar untuk perapian dan dasar di tungku tinggi domestik dan internasional:
Ketiga struktur telah terbukti meningkatkan umur tungku. batu bata karbon konduktivitas termal tinggi, batu bata karbon mikroporos, dan struktur keramik pad telah diadopsi secara luas.
Pada tungku tinggi injeksi batubara, operasi menekankan untuk mempertahankan pusat api aktif sambil memastikan suhu pusat bawah yang tepat.perhatian telah beralih ke ketahanan termal dari keramik pad dan meningkatkan umurnya untuk mencapai suhu pusat bawah yang tepat.
Teori Pembentukan Lapisan Solidified Melalui Peningkatan Pendinginan:
Penggunaan bahan tahan api dengan konduktivitas termal tinggi (18,4 W/mK pada 600 °C, 60-80 W/mK pada 20 °C) pada dinding samping perapian, dikombinasikan dengan pendinginan intensif,mencegah penyerapan slag dan besi cairBahan-bahan ini juga menawarkan ketahanan alkali yang tinggi, menyerap tekanan termal, dan dengan cepat mentransfer panas ke air pendingin melalui sistem pendingin air yang efisien.Hal ini menciptakan lapisan pelindung yang mengeras stabil pada permukaan panas lapisan tahan api (dengan garis isotermik di atas 1150 °C), membentuk "kerang besi" di dasar perapian dan menahan erosi dinding samping yang disebabkan oleh efek "kaki gajah".
Kunci untuk umur panjang perapian terletak pada konduktivitas termal dari bahan dinding samping perapian.dan ketahanan terhadap retakan ringular. pemeliharaan yang tepat menekankan efektivitas pendinginan, memantau perbedaan suhu air pada dinding pendinginan, dan menyuntikkan grout ke daerah berpori.
Bagian bawah terintegrasi dengan pendinginan dianggap sebagai struktur yang wajar. Ini termasuk bahan penggaruk karbon di atas pipa pendinginan dan 2-3 lapisan batu bata karbon.Bagian yang berbeda membutuhkan batu bata karbon dengan sifat tertentuDi bawah lubang keran, batu bata karbon mikroporous dengan ketahanan air yang tinggi harus digunakan, sementara batu bata SiC dengan konduktivitas termal yang tinggi harus digunakan untuk lapisan bawah tungku.Daerah lain dapat menggunakan batu bata karbon standar atau mikropor.
Mengintegrasikan batu bata karbon yang lebih panjang di bawah perimeter dasar tungku di bawah lubang keran meningkatkan ketahanan terhadap penetrasi besi cair dan logam alkali dan erosi.Celah antara batu bata harus dikurangi menjadi kurang dari 0.5 mm untuk konstruksi.
Mengenai struktur "cawan keramik", pendapat akademis terbagi-bagi.sementara yang lain percaya bahwa akhirnya akan memburuk, meninggalkan batu bata karbon sebagai struktur utama.genteng karbon kecil yang dipencet panas dengan ketahanan terhadap penetrasi besi cair dan konduktivitas termal yang tinggi juga dapat digunakan pada dinding samping perapian.
Kedua pendekatan memiliki kelebihan dan kekurangan, dan salah satu dapat mencapai umur tungku yang panjang, meskipun dengan biaya ekonomi yang berbeda.Penerapan batu bata karbon mikroporous dan ultra-mikroporous berkualitas tinggi, serta batu bata karbon kecil yang dipencet panas, telah secara signifikan meningkatkan umur tungku tinggi di Cina.Sebagian besar tungku tinggi menengah dan besar di Cina telah meninggalkan bagian bawah bahan karbon dan proses produksi self-baking.