نقش مواد آتش شکن فرن بالا در تولید آهن

تجهیزات اصلی و شرایط عملیاتی کوره های بالا

کوره بلند یک قطعه مهم تجهیزات در فلز سازی فولاد است که مسئول حدود 73٪ از کل مصرف انرژی در تولید فلز قابل استفاده است.5 تن کوک مصرف می شود، و حدود 1.6 کیلوگرم مواد آتش شکن استفاده می شود.تخریب پوشش های آتشگیر اغلب منجر به خاموش شدن کوره برای نگهداری می شود، که تاثیر قابل توجهی بر بهره وری دارد.

برای افزایش بهره وری فرن بالا و کاهش مصرف سوخت، اقدامات کلیدی شامل افزایش حجم فرن، افزایش دمای هوا در فرن بالا و تزریق سوخت های کمکی مانند روغن سنگین،گاز طبیعیهمچنین استفاده از مواد مقاوم در آتش با دوام بیشتر و تضمین حفاظت از آنها ضروری است.

به عنوان مثال، یک فرن بلند با حجم 5000 متر مکعب حدود 3.5 کیلوگرم مواد آتشگیر را برای پوشش خود مصرف می کند، در حالی که سه اجاق گرم و سایر تجهیزات کمکی آن نیاز به 27 اضافی دارند.5 ktبر اساس شرایط عملیاتی و تعاملات بین پوشش ها و عوامل فرسایش دهنده، پوشش آتشگیر به هشت منطقه تقسیم می شود، همانطور که در شکل 11-1 نشان داده شده است:

1. گلو:در قسمت بالایی کوره قرار دارد، جایی که مواد اولیه از قبل گرم می شوند.
2. بدن کوره:از دو بخش تشکیل شده است: یک بخش بالای خنک نشده و یک بخش پایین خنک شده با استفاده از خنک کننده های صفحه تخصصی.
3. شکم:به عنوان منطقه کاهش شناخته می شود.
4. "بوش"در این ناحیه منطقه ی تیویر وجود دارد، جایی که هوا به کوره می کشد و احتراق رخ می دهد.
5. کوره:قسمت دايره اي زير سرش
6. خازن خروجی:در ناحيه ي بالاي آتش قرار گرفته.
7. تافول:در قسمت پايين آتشگاه پيدا شد
8. کف و کف کوره:که پایین ترین بخش کوره را تشکیل می دهد.

دمای عملیاتی بر اساس منطقه

• بدن فرن بالا و لوله های گاز:300~400 درجه سانتیگراد
• بدن پایین کوره:۱۲۰۰- ۱۲۵۰°C
• "بوش"۱۷۱۰ ٫ ۱۷۵۰°C
• کوره:۱۵۵۰-۱۶۰۰ درجه سانتیگراد
• کف کوره:۱۳۰۰ درجه سانتیگراد
• شلنگ های شیب دار:1500 درجه سانتیگراد

بالاترین فرسایش در بدن پایین کوره و بوش ها رخ می دهد، که باعث می شود عمر پوشش آتشگیر در این مناطق برای عمر کلی کوره حیاتی باشد.

علل آسیب های آتش شکن

1. فرسایش شیمیایی:واکنش های شیمیایی شدید ناشی از لاغری، به ویژه در بدن پایین کوره، شامل بخارات قلیایی، مونوکسید کربن و روی.
2. شوک حرارتی:نوسانات درجه حرارت قابل توجه باعث استرس حرارتی می شود.
3. سفت شدن مکانیکی:از دست دادن به دلیل کاهش مواد اولیه.
4. فرسایش:گاز و آهن مایع ذرات جامد را فرسوده می کنند.

راه حل ها و مواد

برای مقابله با این چالش ها، مواد آتش شکن کوره بالا باید مقاومت عالی در برابر فرسایش، خزیدن حرارتی (200 ساعت در 450 درجه سانتیگراد) و ثبات در برابر مونوکسید کربن و چرخه حرارتی را نشان دهند.با این حال، حتی کوره های بلند بزرگ تولید 2 ٪ 2.5 تن آهن خام در هر واحد نیاز به اقدامات اضافی زمانی که فشار گاز در گلوی به 0.2 ٪ 0.25 MPa می رسد.

مواد آتش شکن که معمولاً استفاده می شوند عبارتند از:

• آجر کوراندوم سینتر شده با پیوند مولیت:محتوای Al2O3 88 ٪ 94 ٪ ، منافذ ظاهری 15 ٪ 13.5 ٪
• آجر کوراندوم سینتر شده با پیوند باوکسیت:محتوای Al2O3 88٪، منافذ ظاهری 13 ٪
• آجر کروم-کوراندوم سینتر شده:محتوای Al2O3 92٪، محتوای Cr2O3 7.5٪، منافذ ظاهری 16~19٪

این مواد مقاوم با آلومینیوم بالا با منافذ کم ظاهری برای حفظ ثبات عملیاتی کوره و افزایش عمر خدمت آن حیاتی هستند.