El papel de los materiales refractarios de alto horno en la producción de hierro

Equipo principal y condiciones de funcionamiento de los altos hornos

El alto horno es una pieza crucial de equipo en metalurgia de acero, responsable de aproximadamente el 73% del consumo total de energía en la producción de metal utilizable.Se consumen 5 toneladas de cocaínaAunque el consumo de materiales refractarios puede parecer mínimo, el uso de materiales refractarios es muy importante.La degradación de los revestimientos refractarios a menudo conduce a la clausura del horno para el mantenimiento, afectando significativamente a la productividad.

Para mejorar la productividad del alto horno y reducir el consumo de combustible, las medidas clave incluyen aumentar el volumen del horno, aumentar la temperatura del aire de alto horno e inyectar combustibles auxiliares como el aceite pesado,gas naturalEl uso de materiales refractarios más duraderos y su protección también son esenciales.

Por ejemplo, un alto horno con un volumen de 5000 m3 consume alrededor de 3,5 kt de materiales refractarios para su revestimiento, mientras que sus tres estufas calientes y otros equipos auxiliares requieren un adicional de 27.5 ktEn función de las condiciones de funcionamiento y de las interacciones entre los revestimientos y los agentes erosivos, el revestimiento refractario se divide en ocho zonas, como se muestra en la figura 11-1:

1. En la garganta:Situado en la parte superior del horno, donde se precalentan las materias primas.
2. Cuerpo del horno:Se compone de dos secciones: una parte superior sin enfriar y una parte inferior enfriada con agua mediante enfriadores de placas especializados.
3. En el vientre:Conocida como la zona de reducción.
4. Las cabezas:Esta región alberga la zona tuyere, donde se sopla aire en el horno y se produce la combustión.
5. El hogar:La porción circular debajo de los bosques.
6. Salida de escoria:Situado en la región superior del hogar.
7. Taphole:Encontrado en el área inferior del hogar.
8. Bajo y suelo del horno:Constituyendo la sección más baja del horno.

Temperaturas de funcionamiento por zona

• Cuerpo superior del horno y tuberías de gas:300 ∼ 400 °C
• Cuerpo inferior del horno:1200 ∼ 1250°C
• Las cabezas:1710 ∼ 1750°C
• El hogar:1550 ∼ 1600°C
• Piso del horno:1300°C
• Las escaleras inclinadas:1500 °C

El desgaste más alto ocurre en el cuerpo y los bosques inferiores del horno, lo que hace que la vida útil del revestimiento refractario en estas áreas sea crítica para la vida útil general del horno.

Causas del daño refractario

1. Erosión química:Reacciones químicas intensas causadas por las escorias, especialmente en el cuerpo inferior del horno, con vapores alcalinos, monóxido de carbono y zinc.
2. Choque térmico:Las fluctuaciones significativas de temperatura inducen estrés térmico.
3. La abrasión mecánica:Desgaste debido a la baja de las materias primas.
4. Erosión:El gas y el hierro líquido erosionan las partículas sólidas.

Soluciones y materiales

Para hacer frente a estos desafíos, los materiales refractarios de los altos hornos deben mostrar una excelente resistencia al desgaste, flujo térmico (200 horas a 450 °C) y estabilidad contra el monóxido de carbono y el ciclo térmico.Sin embargo, incluso los altos hornos de gran tamaño que producen 2,25 toneladas de hierro crudo por unidad requieren medidas adicionales cuando la presión del gas en la garganta alcanza los 0,25 MPa.

Los materiales refractarios comúnmente utilizados incluyen:

• Los materiales utilizados en la fabricación de las piezas de acero son los siguientes:El contenido de Al2O3 es de 88­94% y la porosidad aparente es de 15­13,5%.
• Los materiales utilizados en la fabricación de la partida 9A004 incluyen:Contenido de Al2O3 88%, porosidad aparente 13~16%.
• Los materiales utilizados en la fabricación de las piezas de acero son:Contenido de Al2O3 92%, contenido de Cr2O3 7,5%, porosidad aparente 1619%.

Estos refractarios de alta alumina con baja porosidad aparente son vitales para mantener la estabilidad operativa del horno y extender su vida útil.