冲天炉用耐火材料
冲天炉亦称化铁炉或翻炒炉,它主要是化铁的设备。它的工作温度一般为1400~1600℃。冲天炉炉体是由炉底、炉身、前炉和过桥等部分组成的。它的结构如下图所示。

随着机械铸造工业的发展,需要**的铸铁质量,因此,在冲天炉里,不单是化铁,而且有合金化的工艺。如加入硅铁、锰铁等合金元素进行脱氧和合金化,实际上完全可以通过加入不同的冶金辅料,以进行进一步精炼,使之冶炼出**铁铸件。因此翻砂炉用耐火材料必须适应这种发展的需要,应向碱性化的方向发展。目前对于一般的翻砂炉,多数是不能正常工作,一般用黏土砖和相应的黏土修补料。这样使用寿命只能有一天时间。影响了使用寿命和冲天炉的作业率。影响使用寿命的主要原因是渣的黏度很低,并且碱度低,对炉衬的侵蚀能力很强。如渣的化学成分ω(%)主要为Al2O3,16~25,SiO2,34~50,Fe O,<5,Ca O,25~40,R2O,2~4.由此图可知,它对铝硅系耐火材料和镁质耐火材料的侵蚀是很快的。因此,熔化带的耐火材料是极其关键的。现在就不同部位用不同的耐火材料分述如下:
冲天炉的炉底是直接与高温铁水接触,并承受全部炉料的质量。因此它主要是受到高温铁水的侵蚀和冲刷。它所用耐火材料应该借鉴高炉底和出铁沟用的耐火材料,即用ASC捣打料或炭质捣打料以及制品为好。这应该成为提高冲天炉底使用寿命的合理选择。而目前多使用黏土砖以及捣打料显然是不合理的。
冲天炉炉身上段工作层受装料时炉料机械冲击和磨损,故用扇形空心铁砖砌筑,外侧用石英砂填充;炉身下部工作层,特别是风口及以上部分的焦炭燃烧带,温度.高,并且受到熔渣的侵蚀、气流的冲刷和炉料的磨损等作用,损毁.快。根据此图,应用抗侵蚀性强的镁铬砖或镁砖为好,**高强的刚玉砖也应有较好的使用效果。炉身下部工作层的氧化气氛减弱,并且由于焦炭的存在,应该变成了还原气氛,因此炉身下部用ASC捣打料及其制品应有较好的使用效果。炉身的其他部位,因温度较低而一般用黏土砖或半硅砖就可以有较好的使用效果。炉身的..层和隔热层一般用黏土质隔热砖或漂珠砖。
对于前炉和过桥部位一般用黏土砖或高铝砖砌筑。它们接触铁水部分用ASC捣打料应该有好的效果。接触渣的部分应该用较高碳化硅含量的ASC质捣打料、预制件或砖为好。保温层或..层用黏土砖或轻质黏土砖或漂珠砖。具体每个部分用耐火材料见表
冲天炉用耐火材料
编号 |
CTL-1 |
CTL-2 |
CTL-3 |
CTL-4 |
CTL-5 |
CTL-6 |
|
材质 |
炭质捣打料 |
黏土砖 |
ASC捣打料 |
镁铬砖 |
镁铬砖 |
镁砖 |
|
使用部位 |
炉底 |
炉底 |
炉底 |
炉身中部 |
炉身中部 |
炉身中部 |
|
ω(Al2O3)/% |
|
≥40 |
≥40 |
≤5 |
≤5 |
≤2.5 |
|
ω(SiO2)/% |
|
|
|
≤3 |
≤1 |
≤5 |
|
ω(MgO)/% |
|
|
|
≥70 |
≥60 |
≥90 |
|
ω(Fe2O3)/% |
|
≤1.7 |
|
≤5 |
≤12 |
≤2 |
|
ω(Cr2O3)/% |
|
|
|
≥8 |
≥20 |
|
|
ω(SiC)/% |
|
|
≥5 |
|
|
|
|
ω(C)/% |
|
≥85 |
|
≥5 |
|
|
|
耐压强度/MPa |
110℃,24h |
≥10 |
≥50 |
≥20 |
≥25 |
≥25 |
≥50 |
体积密度/g.cm-3 |
≥1.50 |
|
≥2.0 |
≥2.95 |
≥3.10 |
≥2.80 |
|
显气孔率/% |
≤26 |
≤16 |
|
≤23 |
≤23 |
≤20 |
|
热态抗折强度/MPa (1400℃,0.5h) |
≥3 |
|
≥3 |
|
≥5 |
|
|
荷重开始软化温度/℃ |
|
≥1450 |
|
1530 |
1550 |
1550 |
|
重烧线变化/% |
(1450℃,3h) |
±1 |
0~—0.3 |
0~—0.5 |
|
|
0~0.3 |
耐压强度/MPa |
≥8 |
≥50 |
≥15 |
≥25 |
≥25 |
≥50 |
牌号 |
CTL-7 |
CTL-8 |
CTL-9 |
CTL-10 |
CTL-11 |
CTL-12 |
|
材质 |
刚玉砖 |
黏土砖 |
黏土砖 |
空心铁砖 |
黏土砖 |
ASC砖 |
|
使用部位 |
炉身中部 |
炉身中部 |
炉身上部 |
炉身顶部 |
炉身下部 |
炉身下部 |
|
ω(Al2O3)/% |
≥95 |
≥40 |
≥30 |
|
≥42 |
≥40 |
|
ω(Fe2O3)/% |
≤0.5 |
≤1.5 |
≤1.8 |
|
≤1.6 |
≤1.8 |
|
ω(SiC)/% |
|
|
|
|
|
≥12 |
|
ω(C)/% |
|
|
|
|
|
≥5 |
|
耐压强度/MPa |
110℃,24h |
≥60 |
≥50 |
≥50 |
|
≥50 |
≥25 |
体积密度/g.cm-3 |
≥3.00 |
≥2.20 |
≥2.20 |
|
≥2.20 |
≥2.50 |
|
显气孔率/% |
≤19 |
≤16 |
≤16 |
|
≤16 |
≤10 |
|
热态抗折强度/MPa (1400℃,0.5h) |
|
|
|
|
|
≥5 |
|
荷重开始软化温度/℃ |
≥1700 |
≥1450 |
≥1450 |
|
≥1450 |
|
|
耐压强度/MPa |
1450℃,3h |
|
|
|
|
|
≥20 |
重烧线变化/% |
±0.2 |
±0.3 |
±0.5 |
|
±0.3 |
±0.3 |
牌号 |
CTL-13 |
CTL-14 |
CTL-15 |
CTL-16 |
CTL-17 |
CTL-18 |
CTL-19 |
|
材质 |
ASC捣打料 |
ASC预制件 |
ASC 质炮泥 |
ASC预制件 |
黏土砖 |
ASC砖 |
隔热黏土砖 |
|
使用部位 |
出渣口 |
出渣口 |
出铁口 |
出铁口 |
前炉、过桥、..层 |
前炉和过桥 |
..层,保温 |
|
ω(Al2O3)/% |
≥50 |
≥40 |
≥20 |
≥30 |
≥42 |
≥40 |
≥30 |
|
ω(Fe2O3)/% |
≤0.5 |
≤1.5 |
≤1.8 |
≤1.8 |
≤1.6 |
≤1.8 |
≤1.8 |
|
ω(Cr2O3)/% |
|
|
|
|
|
|
|
|
ω(SiC)/% |
≥30 |
≥15 |
≥10 |
≥6 |
|
≥12 |
|
|
ω(C)/% |
≥5 |
≥5 |
≥30 |
≥2 |
|
≥5 |
|
|
耐压强度/MPa(110℃,24h) |
≥20 |
≥30 |
|
≥30 |
≥50 |
|
≥10 |
|
体积密度/g.cm-3 |
≥2.30 |
≥2.50 |
≥1.80 |
≥2.50 |
≥2.20 |
|
≥1.50 |
|
显气孔率/% |
≤19 |
≤16 |
≤16 |
≤10 |
≤16 |
|
|
|
热态抗折强度/MPa (1400℃,0.5h) |
|
|
|
≥5 |
|
|
|
|
荷重开始软化温度/℃ |
|
|
|
|
≥1450 |
|
|
|
耐压强度/MPa |
1450℃,3h |
≥20 |
≥20 |
|
≥20 |
≥50 |
≥30 |
≥10 |
重烧线变化/% |
±0.5 |
±0.5 |
±0.5 |
±0.5 |
±0.3 |
|
±0.6 |