استفاده از مواد آتش شکن در انواع مختلف کوره در تولید آهن

1فرن بالا و کاسه آهن برای آهن فرن بالا

(1) فرن بالا

کوره بالا یک تجهیزات حرارتی است که برای جمع آوری، ذخیره و حفظ دمای ثابت (1250-1300 درجه سانتیگراد) در حالی که اجزای آهن را به طور یکنواخت مخلوط می کند، استفاده می شود.فرن بالا با مواد آتش گیر پوشانده شده استعلت اصلی آسیب به پوشش آتش شکن نفوذ آهن ذوب شده به شکاف های بین آجر همراه با بلند کردن آجر، فرسایش slag و spalling است.بسته به مقدار قلی در اسکالگ، آجرهای مگنیزیا، آجرهای مگنیزیت اولیین یا آجرهای آلومینا با محتوای آلومینا بالا استفاده می شود. هنگامی که slag دارای محتوای قلیایی کم است، محصولات آلومینیسیلیکات استفاده می شود.هنگامی که Na2O > 2٪ ٪ 3٪ را شامل شوددر این موارد، از آجر های مگنیزیا یا مواد آتش گیر مگنیزیت اولیون استفاده می شود. توجه ویژه ای باید به عمر گل آتش داده شود.که باید قادر به ساختن مفاصل آجر باشدپوشش کوره های بلند اسیدی معمولا از آجر سیلیس ساخته می شوند.

(2) قوری آهنین برای کوره بلند

با افزایش تولید فولاد، کوره بلند به عنوان یک ظرف ذخیره آهن ذوب شده، عملکرد خاص خود را از دست داده و با نوع کوره بلند جایگزین می شود.همانطور که در شکل 11-2 نشان داده شده استشرایط کار برای مواد آتش شکن در لوله آهن مشابه با لوله های فرن بالا است.این شامل توزیع مساوی بار در دو پرتوی پشتیبان است.حتی یک خم شدن جزئی از این تکه ها می تواند باعث فشار بار مکانیکی 0.2 MPa یا بالاتر در مناطق خاصی از پوشش شود.این وضعیت منجر به محدودیت های خزیدن برای مواد آتش گیر اعمال می شودپیشنهاد می شود که در یک بار 0.2 MPa در 1300 °C، سرعت خزیدن نباید بیش از ≥0.03٪ / ساعت باشد.پوشش لوله معمولا شامل سه لایه استبا توسعه تکنولوژی پیش پردازش آهن ذوب،از نوع فرن بالا نه تنها به عنوان ابزاری برای حمل آهن مایع از فرن بالا به تجهیزات فولاد سازی استفاده می شود بلکه به عنوان یک ظروف برای تصفیه خارج از فرن نیز استفاده می شود.، از جمله سولفوریزه کردن آهن ذوب شده. چونک به عنوان عامل سولفوریزه کننده استفاده می شود که به آهن ذوب شده منفجر می شود و با گاز بعدی در جریان نیتروژن مخلوط می شود. در چنین مواردی،از مواد مقاوم در آتش مگنیزیا یا آلومینیوم سیلیکون کاربید برای پوششی لوله آهن استفاده می شود.در هنگام استفاده از کربید کلسیم برای desulfurization آهن ذوب شده، یک پوشش محصول غیر سوزان مگنیزیا-کلسیم با پیوند قیر استفاده می شود، که نتایج خوبی را به دست می آورد.,در چین، آجرهای آلومینیوم بالا که با گندم تزریق شده اند، یا آنهایی که دارای SiC یا C اضافه شده اند یا هر دو،برای افزایش مقاومت در برابر فرسایش و شوک حرارتی استفاده می شودبعضي ها از شعله کشي هاي دولوميت استفاده مي کنند.

2. کوره کوکاکولا

کوره کوکس دارای یک ساختار دیواری آتشگیر پیچیده است. مهمترین بخش دیواری دیوار اتاق احتراق است. این در شرایط زیر کار می کند:دمای آن حدود 1300 درجه سانتیگراد با حداقل تغییراتدر طول چرخه کوکس کردن دمای کوکس کردن از ۵۰۰ تا ۶۰۰ درجه سانتیگراد شروع می شود و در پایان کوکس کردن به ۱۲۰۰ تا ۱۲۵۰ درجه سانتیگراد افزایش می یابد. در عین حال دمای مرکز کیک کوکس به ۱۱۰۰ درجه سانتیگراد می رسد.عرض اتاق 400×450 میلی متر استبرای عملکرد عادی کوره کوکس، حفظ سخت گیری گاز از دیواره ها و دیوار کوره ضروری است.سنگ شکن نیز تحمل فشار فشرده به دلیل هر دو جرم خود سنگ و وزن ماشین های شارژ زغال سنگ در بالای کوره. تنها آجر سیلیکونی می تواند این شرایط را برآورده کند. کوره های کوکس که از آجر سیلیکونی استفاده می کنند ممکن است تا 40 سال دوام داشته باشند. با این حال، آجر سیلیکونی در دمای کوکس نسبتاً رسانا گرمی پایین است.حدود 1.9 W/(m·K) ، و به دلیل فروریزی بالایی که دارند، دمای آن نباید بیش از 1250°C باشد. مواد آتش شکن کارآمدتر برای جایگزینی آجر سیلیس در حال حاضر در مرحله توسعه هستند.برای مثال، پیشنهاداتی برای محصولات مگنیزیا-سیلیکا برای سازه های دیواری وجود دارد و آزمایشات با آجر های کربید سیلیکون، کوراندوم های آتشگیر و آجر های سیلیکا حاوی آهن در حال انجام است.سنگ شکن های آتش گیر (پانتول های بزرگ دیواری) نیز برای جایگزینی محصولات بلوک کوچک پیچیده استفاده می شوند.

3. آهن آلات مستقیم

فرآیند تولید مستقیم آهن از سنگ آهن منجر به آهن اسفنجی، آهن دانه ای یا آهن مایع می شود که در یک محیط گاز کاهش دهنده (H2، CO) گرم می شود، عمدتا برای کاهش اکسید آهن به آهن فلزی.تولید آهن اسفنج در دمای زیر 1000 درجه سانتیگراد در کوره عمودی انجام می شوددر این کوره ها می توان از آتش شکن های گلی معمولی استفاده کرد. گاز کاهش با استفاده از گاز طبیعی (CH4) تولید می شود و در یک بخاری گاز تخصصی بر اساس یک اصل بازسازی تبدیل می شود.بخاری گاز، از نظر ساختاری شبیه به یک اجاق بالا، از نیکل به عنوان کاتالیزور برای تبدیل گاز طبیعی استفاده می کند.شبکه گرم کننده گاز نقش کلیدی به عنوان کاتالیزور دارد و در دمای متغیر و رسانه های گازی کار می کند، در شرایطی کار می کنند که از اکسیداسیون به کاهش می روند.مسائلی که در اینجا مطرح می شوند مربوط به مقاومت شوک حرارتی مواد آتش گیر و ثبات شیمیایی آنها نسبت به کاتالیزور است.با توجه به داده های مربوطه، آجر های Al2O3-C و محصولات MgO-Cr2O3 عملکرد بهتری دارند.مواد آتش شکن مورد استفاده نیز در حال بررسی هستند..

4. فرن های آتش گیر سنگ شکن سنگ آهن

برای افزایش تولید متالورژیک، روش های مختلفی مورد استفاده قرار گرفته است، از جمله پیکربندی تجهیزات برای درمان پیش گرما از مواد خام سنگ آهن:دستگاه های سینتر کردن و تند کردن با نوع کمربند حمل کننده: کوره های لوله های صفحه ای - کولر های حلقه ای. تجهیزات ترکیبی شامل کوره های عمودی، کوره های بستر مایع و سایر تجهیزات حرارتی است.پوشش کوره ها عمدتاً از محصولات آلومینا با محتوای Al2O3 85٪ ساخته شده است، ترکیبات مختلف از castbles آتش گیر، و مواد عایق مانند mullite، لوح سیلیس، آجر perlite، و یا فیبر آتش گیر.پوشش های آتش گیر آسیب دیده با استفاده از روش های اسپری برای افزایش عمر آنها تعمیر و اصلاح می شوند.