Peran Bahan Refraktor Tungku Tinggi dalam Produksi Besi

Peralatan utama dan kondisi operasi tungku tinggi

Tungku tinggi adalah peralatan penting dalam metalurgi baja, bertanggung jawab untuk sekitar 73% dari total konsumsi energi dalam memproduksi logam yang dapat digunakan.5 ton kokain dikonsumsi, dan sekitar 1,6 kg bahan tahan api digunakan.degradasi lapisan tahan api sering mengarah pada penutupan tungku untuk perawatan, berdampak signifikan pada produktivitas.

Untuk meningkatkan produktivitas tungku tinggi dan mengurangi konsumsi bahan bakar, langkah-langkah utama termasuk meningkatkan volume tungku, meningkatkan suhu udara blast, dan menyuntikkan bahan bakar tambahan seperti minyak berat,gas alam, batubara bubuk, slurry batubara-minyak, atau panas mengurangi gas.

Sebagai contoh, tungku tinggi dengan volume 5000 m3 mengkonsumsi sekitar 3,5 kt bahan tahan api untuk lapisan, sedangkan tiga kompor panas dan peralatan tambahan lainnya membutuhkan tambahan 27.5 ktBerdasarkan kondisi operasi dan interaksi antara lapisan dan agen erosi, lapisan tahan api dibagi menjadi delapan zona, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 11-1:

1. Tenggorokan:Terletak di bagian paling atas tungku, di mana bahan baku dipanaskan sebelumnya.
2. Tubuh tungku:Terdiri dari dua bagian, bagian atas yang tidak didinginkan dan bagian bawah yang didinginkan dengan air menggunakan pendingin piring khusus.
3. Perut:Dikenal sebagai zona pengurangan.
4. Boses:Daerah ini menampung zona tuyere, di mana udara ditiup ke dalam tungku, dan pembakaran terjadi.
5. Tempat api:Bagian melingkar di bawah kepala.
6. Slag Outlet:Diposisikan di wilayah atas perapian.
7. Taphole:Ditemukan di area perapian bawah.
8. Bagian bawah dan lantai tungku:Membentuk bagian terbawah dari tungku.

Suhu Operasi menurut Zona

• Badan tungku bagian atas dan pipa gas:300~400°C
• Badan tungku bagian bawah:1200~1250°C
• Boses:1710-1750°C
• Tempat api:1550~1600°C
• Lantai tungku:1300°C
• Celah yang miring:1500°C

Pakaian tertinggi terjadi di tubuh tungku bagian bawah dan boses, membuat umur lapisan tahan api di daerah ini penting untuk umur layanan keseluruhan tungku.

Penyebab Kerusakan Refraktori

1. Erosi Kimia:Reaksi kimia yang intens yang disebabkan oleh slag, terutama di badan tungku bagian bawah, yang melibatkan uap alkali, karbon monoksida, dan seng.
2. Shock termal:Fluktuasi suhu yang signifikan menyebabkan stres termal.
3. Abrasi Mekanis:Pakai karena turunnya bahan baku.
4. Erosi:Gas dan besi cair mengikis partikel padat.

Solusi dan Bahan

Untuk mengatasi tantangan ini, bahan tahan api tungku tinggi harus menunjukkan ketahanan yang sangat baik terhadap keausan, pergeseran termal (200 jam pada 450 °C) dan stabilitas terhadap karbon monoksida dan siklus termal.Namun, bahkan tungku tinggi besar yang menghasilkan 2 ∼2,5 ton besi mentah per unit memerlukan tindakan tambahan ketika tekanan gas di tenggorokan mencapai 0,2 ∼0,25 MPa.

Bahan tahan api yang biasa digunakan meliputi:

• Batu bata korundum sinter dengan ikatan mullite:Kandungan Al2O3 88 ∼ 94%, porositas tampak 15 ∼ 13,5%.
• Batu bata korundum sinter dengan ikatan bauksit:Kandungan Al2O3 88%, porositas tampak 13~16%.
• Batang krom-korundum sinter:Kandungan Al2O3 92%, Kandungan Cr2O3 7,5%, porositas tampak 16~19%.

Bahan tahan api dengan alumina tinggi dengan porositas yang rendah sangat penting untuk menjaga stabilitas operasi tungku dan memperpanjang umur pakaiannya.