【正文】 以上。 魚雷罐車的使用已有 60多年的歷史，除用作鐵水運輸工具外，上世紀 70年代以來還兼作鐵水預處理的容器，可容納鐵水 100～ 600t，國內外的一些鋼廠正在用魚雷罐車來取代傳統(tǒng)的敞開式鐵水罐。改用 Al2O3MgO質澆注料作內襯后，延緩了爐渣滲透，鐵溝壽命有所延長。因此，要求耐火材料具有較好的 抗渣性能、抗沖刷和抗熱震的能力 。石灰系處理劑中包括螢石，其中的 CaF2易于分解，有較強的腐蝕性，使磚中的骨料受到侵蝕。 2022/5/24 材料科學與工程學院 77 脫硅 處理主要采用氧化鐵系處理劑； 脫磷 處理主要采用石灰系（ CaOCaF2FeO）或蘇打系（ Na2CO3）處理劑； 脫硫 主要采用石灰系（ CaOCaF2或 CaF2）處理劑。 鐵水預處理技術實質是首先在出鐵溝脫硅，然后在同一容器中進行脫硅、脫磷和脫硫處理。 炮泥一般用 粘土熟料、高鋁熟料、莫來石、碳化硅、碳粒和粘土為 原料；大型高爐則用電熔氧化鋁、碳化硅、粘土等為原料，并用水或樹脂進行混練制成有水炮泥或無水炮泥，裝袋待用。 2022/5/24 材料科學與工程學院 75 （ 2）出鐵口用耐火材料 用于堵塞出鐵口的泥料稱為炮泥。 2022/5/24 材料科學與工程學院 74 過去一般采用 粘土磚、碳化硅磚、石墨或焦末和瀝青等配制成耐火搗打料做保護層。 2022/5/24 材料科學與工程學院 72 2022/5/24 材料科學與工程學院 73 （ 1）出鐵溝分主鐵溝和鐵溝兩部分 主鐵溝一端與出鐵口相接，由于高爐大型化且強化冶煉，每個出鐵溝 日通鐵量高達3000t左右，因此其工作條件是苛刻的。K)1 8 11 11 19 51 22 添加劑 Si Si Al2O3 Si Al2O3 抗堿性 ,% 鐵中溶解度 % 2022/5/24 材料科學與工程學院 71 高爐其它部位用耐火材料 指出鐵溝、渣溝與出鐵口和出渣口等處用耐火材料。 2022/5/24 材料科學與工程學院 70 高爐用碳磚及石墨磚的性能 性能 傳統(tǒng)碳磚 微孔碳磚 加外加劑碳磚 半石 墨磚 石墨磚 加入外加劑半石墨磚 耐壓強度 ,MPa 40 50 60 25 15 48 熱導率 W已不成為影響高爐爐齡的關鍵環(huán)節(jié)。爐底采用莫來石磚或優(yōu)質粘土磚，上升部分用鉻剛玉磚，也有采用超低水泥結合的棕剛玉澆注件，以形成“陶瓷杯”。因此，現代高爐的 爐缸及爐底均設有冷卻設施。 2022/5/24 材料科學與工程學院 67 對于 粘土磚或高鋁磚 爐缸及爐底來說，鐵水中的碳能將磚中的二氧化硅還原成硅，并為鐵水所吸收形成硅鐵，使磚的表面呈半熔融狀態(tài)。 使 碳磚損毀的因素 ① 滲入有金屬鐵外，還生成氧化鐵和碳化鐵，導致組織破壞。 開爐初期爐底和爐缸的耐火材料主要承受高溫鐵水和熔渣的機械沖刷和攪動磨蝕、鐵水與渣滲入磚的氣孔與磚縫中，加快對爐襯侵蝕，導致砌體變形開裂，甚至爐底磚漂浮。該部位長期承受 高溫、熱荷載、鐵水和熔渣的侵蝕，以及熱應力等作用。從上世紀 60年代開始，對爐腰、爐腹、爐底進行壓入修補，在襯磚和爐殼之間形成保護層，在高鋁料的基礎上，加入樹脂為結合劑的 SiC及碳素，以提高其耐侵蝕性和熱導率，可延長使用壽命 3～ 6個月，有的可長達一年。 在生產過程中，爐身下部、爐腰和爐腹工作層損毀到一定程度時（ 爐殼發(fā)紅 ），可采用 壓入料和噴涂料 進行熱修補。 最新開發(fā)的 塞隆（ Sialon）結合碳化硅制品 ，與氮化硅結合的制品相比，結晶較大，氣孔率較低，抗氧化性能好，經抗堿試驗后，高溫抗折強度較佳，是高爐爐襯材料的優(yōu)選。 其中以 氮化硅結合的碳化硅制品最佳 。 爐腹部位的溫度較爐腰高，其下部爐料溫度約為 1600～ 1650℃ ，氣流的溫度更高，低粘度的熔渣大量形成，不但渣蝕嚴重，同時仍然承受焦炭的摩擦以及由上而下的熔體及炙熱氣流的沖刷，該部位爐襯的損毀最為嚴重。 ２、高爐爐體用耐火材料 2022/5/24 材料科學與工程學院 62 （ 2）爐身下部、爐腰和爐腹（中段） 爐身下部承受爐料下降時的摩擦與爐氣上升時粉塵的沖刷作用，該部位溫度較高并有大量爐渣形成，堿金屬蒸汽的侵蝕作用較重，因此爐襯損毀速度較快。 爐身上部和中部 （起預熱、加熱、還原和造渣的作用） 溫度不超過 700℃ ，無爐渣形成和爐渣侵蝕，除承受爐料滑行與沖擊以及熱煙氣所攜粉塵的摩擦而導致機械磨損外，主要是鉛、鋅侵入沉積，使襯磚組織變的脆弱，甚至鼓脹，還有碳素沉積及粘結物的作用，使爐襯開裂和結構松散。 2022/5/24 材料科學與工程學院 61 （ 1）爐喉、爐身上部及爐身中部（上段） 爐喉 （爐喉起保護爐襯、合理布料和限制煤氣被風卷起。 2022/5/24 材料科學與工程學院 60 高爐用 耐火材料損毀的原因 主要是 爐料機械磨損、碳素沉積、渣鐵侵蝕、堿金屬侵蝕和鉛鋅滲透、熱應力和高溫荷重等綜合因素， 其中溫度是決定性的因素。 爐體附設有風口、出渣口、出鐵口、冷卻系統(tǒng)及加料裝置等設施。 2022/5/24 材料科學與工程學院 57 三、高爐用耐火材料 （ Refractories for blast furnace ） １、高爐簡介 高爐是利用鼓入的熱風使焦炭燃燒及還原熔煉鐵礦石的豎式爐，是在高溫和還原氣氛下連續(xù)進行煉鐵的熱工設備。此外，燒結過程的煙氣中 SO NOX含量都較球團過程中的煙氣含量高，主要原因是因為燒結使用固體燃料較多，固體燃料中的硫和氮是生成 SO NOX 的來源之一。 二、燒結爐用耐火材料 (Refractories for Sintering furnace） 2022/5/24 材料科學與工程學院 56 （一）熔劑性球團有有利于節(jié)能減排 假如，我國煉鐵爐料結構全部增加 20%的熔劑性球團礦代替燒結礦，球團礦生產比燒結礦生產能耗每年可直接節(jié)約煤炭將近 500萬噸，相當于河北省鋼鐵企業(yè)燒結能耗的總量。 2022/5/24 材料科學與工程學院 55 是將精鐵礦、粘結劑和溶劑等混合料球在爐內 1300℃ 左右的高溫氧化焙燒，將料球燒結為 球團礦 的設備。焦爐硅磚殘存石英少，鱗石英多，可以減輕烘爐時的膨脹和在使用過程中由于殘存石英的轉化而產生的膨脹。在焦爐正常操作時，溫度不會降至 600 ℃ 以下，砌體的變化也不會大，可長期保持砌體的穩(wěn)定和嚴密性。正常操作的溫度波動范圍內不會引起硅磚的嚴重裂紋和剝落，因為在 600℃ 以上，焦爐硅磚具有良好的抗熱震性能。 熱導率高 焦炭是用焦煤在碳化室中靠燃燒室的熱傳導加熱而煉成的，所以，砌筑燃燒室的硅磚應該有較高的熱導率。焦爐硅磚的質量好壞直接影響到爐役的長短。硅磚是其砌體的主要材料，構成了焦爐的基本部分：蓄熱室、斜道、燃燒室、碳化室、爐頂等，占耐火磚總量的 60～ 70％。 2022/5/24 材料科學與工程學院 50 ４、焦爐硅磚簡介 以 鱗石英為主晶相 的硅質制品。爐底與斜道上的空氣和煤氣道相通。 2022/5/24 材料科學與工程學院 49 ３、燃燒室用耐火材料 燃燒室由爐墻、爐底和爐頂組成。 碳化室靠爐門的墻，也稱 爐頭 ，處于溫度波動大的區(qū)域，因此多 用粘土磚、高鋁磚、硅線石磚和紅柱石磚 砌筑。 現代大型焦爐碳化室墻面采用致密硅磚砌筑，顯氣孔率控制在 16％～ 17％，以提高爐墻導熱性，增加生產能力。另外，硅磚為鱗石英、方石英并與殘余石英及玻璃相共存的復合體，其中只有 鱗石英 形成結晶網絡而構成堅固的骨架，使磚具有良好的高溫結構強度，為此必須使石英達到充分轉化，促使磚中大量鱗石英的形成。 首先是外觀上光潔度與平整度要求很高。因此， 碳化室墻、底用硅磚砌筑。溫度的大幅波動，使砌體產生熱應力，導致砌體出現裂紋、組織松散、強度降低，還受到煤料成焦時的膨脹壓力，致使墻面鼓脹和凹陷等。 一、焦爐用耐火材料 （ Refractories for coke oven） 2022/5/24 材料科學與工程學院 43 2022/5/24 材料科學與工程學院 44 2022/5/24 材料科學與工程學院 45 碳化室是由爐墻、爐底、爐頂和爐門組成。 2022/5/24 材料科學與工程學院 42 １、簡介 焦爐是獲得焦炭及煉焦化學副產品的熱工設備。 寶鋼的有關情況 2022/5/24 材料科學與工程學院 37 煉鋼工藝流程 降碳、去硫磷、調硅錳 2022/5/24 材料科學與工程學院 38 2022/5/24 材料科學與工程學院 39 2022/5/24 材料科學與工程學院 40 2022/5/24 材料科學與工程學院 41 鋼鐵工業(yè)使用耐火材料的情況 耐火材料和鋼鐵工業(yè)密不可分，從人類開始從事煉鐵技術以來，人們就開始使用耐火材料。一期 ～ ；二期 投產；三期 1993年開始建設 ，（包括一座 4350m3高爐，與之配套的 450m２ 的燒結機和 4座 50孔焦爐； 2臺 250t頂底復吹轉爐及 2臺 1450mm板坯連鑄機，1580mm熱連軋機， 1420mm冷連軋機， 1550mm冷連軋機，一座 150t超高功率雙爐底直流電弧爐及一座相應鋼包精煉爐和一臺六流管坯連鑄機。 致密化： 采用高壓成型、高溫燒成的設備和技 術，使高純原料制成的制品（尤其大型 制品）致密度得以保證。 高純化： 減少了硅石、粘土、葉臘石等天然原料 用量 ,轉向燒結、電熔氧化鎂、碳化硅等 人工合成原料。 2022/5/24 材料科學與工程學院 35 當今耐火材料的發(fā)展， 一極是不定形化， 而另一極則是 定形耐火材料的高級化 ，概括起來就是朝著高純化、精密化、致密化和大型化。在出口的原料中，礬土熟料占60%；鱗片石墨占 % ；砂占 30%； 2022年 1～ 9月：出口原料（ 10種），同比 增 加 %，創(chuàng)匯 億美元，平均價格： /噸。不能僅僅作為 一個加工基地； ?應注意可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。 2022/5/24 材料科學與工程學院 31 1）計劃經濟時代－中國耐火材料由 33家重點企業(yè) 扶持； 2）改革開放以后，隨著鋼鐵工業(yè)的迅速發(fā)展，耐 火材料行業(yè)快速發(fā)展起來； 2022年統(tǒng)計，全國 有 1136家耐火材料生產企業(yè) 2022年統(tǒng)計，全國 有 1359家耐火材料生產企業(yè) 2022年統(tǒng)計，全國 有 1505家耐火材料生產企業(yè) 中國耐火材料工業(yè)的現狀與發(fā)展 2022/5/24 材料科學與工程學院 32 中國耐火材料產量如下表所示 年份 1980 1985 1990 1995 2022 2022 2022 2022 產量， 百萬噸 連鑄比的提高和冶煉技術的進步導致噸鋼耐火材料消耗下降；另一方面，鋼產量增加；使得 2022年以后中國耐火材料產量呈上升趨勢。 國內耐火企業(yè)的發(fā)展歷程 2022/5/24 材料科學與工程學院 30 “六五”以來，以寶鋼、金川有色冶金和大型合成氮化肥、大型水泥回轉窯等國家重點引進工程的建設與投產，國家以耐火材料國產化為契機，投資近 10億元改造了一批耐火廠如： 青島耐火材料廠 1個多億的“連鑄三大件 —塞棒、長水口、侵入式水口”； 上海第二耐火材料廠 。1957年開始第一個五年計劃，投資近億元改造了一批磚瓦廠是之成為耐火廠，改造擴建 鞍鋼、唐鋼、大石橋等一批耐火廠 ，此時年產量達到 。 2022/5/24 材料科學與工程學院 28