Il ruolo dei materiali refrattari degli altiforni nella produzione di ferro

Principale attrezzatura e condizioni di funzionamento degli altiforni

L'altoforno è un'apparecchiatura fondamentale nella metallurgia dell'acciaio, responsabile per circa il 73% del consumo totale di energia nella produzione di metallo utilizzabile.5 tonnellate di coca vengono consumateAnche se il consumo di materiali refrattari può sembrare minimo, la quantità di materiali refrattari utilizzati è di circa 1,6 kg.la degradazione dei rivestimenti refrattari porta spesso alla chiusura del forno per manutenzione, che ha un impatto significativo sulla produttività.

Per aumentare la produttività del altoforno e ridurre il consumo di carburante, le principali misure comprendono l'aumento del volume del forno, l'aumento della temperatura dell'aria di altoforno e l'iniezione di combustibili ausiliari come l'olio pesante,gas naturaleInfine, è essenziale utilizzare materiali refrattari più resistenti e garantire la loro protezione.

Ad esempio, un altoforno con un volume di 5000 m3 consuma circa 3,5 kt di materiali refrattari per il suo rivestimento, mentre le sue tre stufe calde e altre attrezzature ausiliarie richiedono un ulteriore 27.5 ktSulla base delle condizioni di funzionamento e delle interazioni tra i rivestimenti e gli agenti erosivi, il rivestimento refrattari è diviso in otto zone, come illustrato nella figura 11-1:

1. Gola:Situato nella parte superiore del forno, dove le materie prime vengono precaldate.
2. Corpo del forno:La parte superiore non raffreddata e la parte inferiore raffreddata ad acqua con frigoriferi specializzati.
3. Ventre:Conosciuta come zona di riduzione.
4. Boschi:Questa regione ospita la zona tuyere, dove l'aria viene soffiata nel forno e si verifica la combustione.
5. - Il focolaio:La porzione circolare sotto i boschi.
6. Slag Outlet:Posizionato nella regione superiore del focolare.
7. Tapole:Trovato nell'area inferiore del focolare.
8. Pavimento di fondo e di forno:Costituisce la sezione più bassa del forno.

Temperature di funzionamento per zona

• Corpo del forno superiore e condotte di gas:300 ∼ 400°C
• Corpo inferiore del forno:1200 ∼ 1250°C
• Boschi:1710-1750°C
• - Il focolaio:1550 ∼ 1600°C
• Pavimento del forno:1300°C
• Scarichi inclinati:1500°C

L'usura più elevata si verifica nel corpo inferiore del forno e nei boschi, rendendo la durata del rivestimento refrattario in queste aree critica per la vita di servizio complessiva del forno.

Cause del danno refrattari

1. Erosione chimica:Intense reazioni chimiche causate da scorie, specialmente nel corpo inferiore del forno, che coinvolgono vapori alcalini, monossido di carbonio e zinco.
2. Sconto termico:Le fluttuazioni significative di temperatura inducono lo stress termico.
3. Abrasione meccanica:Usura dovuta alla diminuzione delle materie prime.
4. Erosione:Il gas e il ferro liquido erodono le particelle solide.

Soluzioni e materiali

Per affrontare queste sfide, i materiali refrattari per alti forni devono mostrare un'eccellente resistenza all'usura, al sollevamento termico (200 ore a 450°C) e stabilità contro il monossido di carbonio e il ciclo termico.Tuttavia, anche i grandi altiforni con una produzione di 2·2,5 tonnellate di ferro greggio per unità richiedono misure supplementari quando la pressione del gas alla gola raggiunge 0,2·0,25 MPa.

I materiali refrattari comunemente utilizzati sono:

• Fabbricazione a partire da legni di corindone sinterizzati con legame mullitico:Contenuto di Al2O3 88­94%, porosità apparente 15­13,5%.
• Fabbricazione a partire da legni di corindone sinterizzati con legame di bauxite:Contenuto di Al2O3 88%, porosità apparente 13~16%.
• per la fabbricazione di prodotti della voce 8528Contenuto di Al2O3 92%, contenuto di Cr2O3 7,5%, porosità apparente 1619%.

Questi refrattari ad alta aluminazione con bassa porosità apparente sono vitali per mantenere la stabilità operativa del forno e prolungare la sua vita utile.