Applicazione di materiali refrattari in diversi tipi di forni nella produzione di ferro

1. Altoforno e cucchiaio di ferro per il ferro altoforno

(1) Altoforno

L'altoforno è un'attrezzatura termica utilizzata per accumulare, immagazzinare e mantenere una temperatura costante (1250-1300°C) mescolando uniformemente i componenti di ferro.L'altoforno è rivestito di materiali refrattariLa causa principale di danni al rivestimento refrattaria è l'infiltrazione di ferro fuso nelle fessure tra i mattoni, insieme al sollevamento dei mattoni, all'erosione delle scorie e allo spalling.A seconda del tenore alcalino delle scorie, mattoni di magnesia, mattoni di magnesite olivina o mattoni ad alto contenuto di alumina con alto contenuto di alumina.Quando la scorie contiene Na2O > 2%·3%In questo caso si utilizzano mattoni di magnesia o materiali refrattari di magnesite olivina.che dovrebbe essere in grado di rendere i giunti di mattoni densiI rivestimenti degli altiforni acidi sono generalmente realizzati in mattoni di silice.

(2) Cuccia di ferro per altoforno

Con l'aumento della produzione di acciaio, l'altoforno, in quanto serbatoio di stoccaggio del ferro fuso, ha perso la sua funzione specifica e viene sostituito da una cucchiaia di ferro di tipo altoforno.come mostrato nella figura 11-2Le condizioni di funzionamento dei materiali refrattari nella cucchiaia di ferro sono simili a quelle dell'altoforno.si tratta della distribuzione uniforme del carico su due travi di supportoAnche una leggera piegatura di queste travi può causare una tensione di carico meccanico di 0,2 MPa o superiore su determinate aree della fodera.Questa condizione si traduce in limitazioni di scorrere per i materiali refrattari applicatiSi suggerisce che, sotto un carico di 0,2 MPa a 1300°C, il tasso di scorrere non debba superare ≥ 0,03%/h. L'utilizzo di materiali refrattari impregnati di catrame migliora significativamente la durata di vita del rivestimento della cucchiaia.Il rivestimento della cucchiaia è generalmente costituito da tre stratiCon lo sviluppo della tecnologia di pretrattamento del ferro fuso, la produzione di acciaio è aumentata in modo significativo.l'altoforno è utilizzato non solo come strumento per il trasporto del ferro liquido dall'altoforno alle attrezzature di produzione dell'acciaio, ma anche come contenitore per la raffinazione fuori fornoIl calce viene utilizzato come agente desolforante, che viene soffiato nel ferro fuso e mescolato con il gas successivo nel flusso di azoto.per il rivestimento della cucchiaia di ferro sono utilizzati materiali refrattari a magnesia o allumina-carburo di silicioL'impiego di carburo di calcio per la desolforazione del ferro fuso è effettuato con un rivestimento di magnesia-calcio non combustibile, con legami di catrame, che produce buoni risultati.,In Cina, i mattoni ad alto contenuto di allumina impregnati di pece, o quelli con SiC o C aggiunti, o entrambi, sono utilizzati per la lavorazione dei mattoni.sono utilizzati per migliorare la resistenza all'erosione e allo shock termicoAlcuni usano refrattari dolomitici.

2Forno per coca

Il forno a coke ha una complessa struttura di muratura refrattaria, la cui parte più critica è la parete della camera di combustione.la temperatura è di circa 1300°C con variazioni minimeLa temperatura di coke inizia a 500°C durante il ciclo di coke e raggiunge i 1200°C al termine della coke.La larghezza della camera è di 400 ∼ 450 mmPer il normale funzionamento del forno a coke è essenziale mantenere un'elevata tenuta al gas delle pareti e della muratura del forno.La muratura refrattaria sopporta anche stress di compressione a causa sia della massa della muratura stessa che del peso dei carri di carica del carbone sulla parte superiore del forno. Solo i mattoni di silice possono soddisfare queste condizioni. I forni a coke che utilizzano mattoni di silice possono durare fino a 40 anni.circa 1.9 W/(m·K), e a causa della loro elevata volatilità, la temperatura non deve superare i 1250°C. Sono attualmente in fase di sviluppo materiali refrattari più efficienti per sostituire i mattoni di silice.Per esempio:, sono state presentate proposte di prodotti a base di magnesia-silica per le strutture murarie e sono in corso esperimenti con mattoni di carburo di silicio, refrattari di corindone e mattoni di silicio contenenti ferro.I pannelli refrattari (grandi pannelli a parete) sono utilizzati anche per sostituire i prodotti a blocchi di forma complessa..

3. Refrattari per la fabbricazione diretta di ferro

Il processo di produzione diretta di ferro dal minerale si traduce in ferro spugna, ferro granulare o ferro liquido, che viene riscaldato in un mezzo gassoso riducente (H2, CO), principalmente per ridurre l'ossido di ferro in ferro metallico.La produzione di ferro spugnoso avviene a temperature inferiori a 1000 °C in forno verticaleIn questi forni possono essere utilizzati refrattari di argilla ordinaria. Il gas di riduzione viene prodotto utilizzando gas naturale (CH4) e convertito in un riscaldatore a gas specializzato basato su un principio rigenerativo.Il riscaldatore a gas, strutturalmente simile a un altoforno, utilizza il nichel come catalizzatore per la conversione del gas naturale.La griglia del riscaldatore a gas svolge un ruolo chiave come catalizzatore e funziona a temperature variabili e su supporti gassosi, lavorando in condizioni di transizione dall'ossidazione alla riduzione.Le questioni che si pongono qui riguardano la resistenza allo shock termico dei refrattari e la loro stabilità chimica rispetto al catalizzatoreSecondo i dati pertinenti, i mattoni Al2O3-C e i prodotti MgO-Cr2O3 presentano prestazioni migliori.Sono inoltre in fase di studio i materiali refrattari utilizzati..

4. Forni refrattari per la sinterizzazione del minerale di ferro

Per migliorare la produzione metallurgica, sono stati adottati vari metodi, tra cui la configurazione delle apparecchiature per il pretrattamento termico delle materie prime di minerale di ferro:macchine per la sinterizzazione a nastro trasportatore e macchine per la torrefazioneLe apparecchiature combinate comprendono forni verticali, forni a letto fluidizzato e altre apparecchiature termiche.I rivestimenti dei forni sono costituiti principalmente da prodotti ad alto contenuto di alumina con un tenore di Al2O3 pari all'85%, varie composizioni di materiali refrattari e materiali isolanti quali mullite, tavole di silice, mattoni di perlite o fibre refrattarie.I rivestimenti refrattari danneggiati vengono riparati e riparati con spruzzi per prolungare la loro durata.