高温模压炭砖在高炉炉缸部位使用与高炉长寿技术探讨

高温模压炭砖在高炉炉缸部位使用与高炉长寿技术探讨
针对近年来很多高炉开炉后不久，炉缸侧壁及炉缸底部温度升高，造成炉缸烧穿事故。

探讨了高温模压炭砖（热压炭砖）及配套产品在高炉炉缸部位的使用，使炉缸长寿技术得到相应提高。

标签：热压炭砖；高温高强炭质胶泥；高导热炭素捣打料
高炉炉缸炭砖使用发展趋势，高炉炭砖生产技术是上世纪50年代从原苏联引进的，当时高炉寿命较短，一般在3—5年就会大修更换炉缸炭砖，因此对普通高炉炭砖的要求不高，随着我国炼铁技术的进步，70年代—80年代高炉炭砖面临高质量的要求。

因此生产出由电煅烧无烟煤做骨料生产的炭砖，使原来无烟煤煅烧温度由1300℃提高至1800℃。

通过这一新技术的应用，使炭砖多项性能得到很大提高。

为了进一步提高产品性能，随后又研制出微孔炭砖。

超微孔炭砖。

随着炼铁高炉炉容不断扩大，冶炼强度不断提高，如何延长高炉寿命成为高炉工作者关注问题，近年来，许多高炉开始在炉缸部位使用热压炭砖，延长了高炉炉缸寿命。

1 不同炭砖工艺特点分析
1.1 传统炭砖工艺特点分析
传统炭砖工艺特点是压型和焙烧是分开进行的。

无烟煤在1100℃—1800℃条件下进行电煅烧，冷却后的电煅煤经过配料（加入一定量的人造石墨或金属硅粉等添加剂）加煤沥青混捏，混好的糊料装入模具中模压成型。

制成生制品，焙烧是在专用的炉窑中进行的。

通常焙烧时间为15—30天。

焙烧最高温度，半石墨质炭砖达到1300℃，微孔炭砖、超微孔炭砖达到1400℃以上。

再降温冷却出炉加工成成品。

1.2 高温模压炭砖工艺特点分析
高温模压炭砖工艺特点是压型和焙烧在同一机器上同时进行的，特点是把立式模压机和相应功率的供电变压器组合在一起，在立式模压机的塞头对模具内粉料加压的同时通电加热，通电时间只要5—10分钟。

产品温度很快达到1400℃，使粉料中的黏结剂在高温及高压下短时间达到碳化。

从而缩短了焙烧周期，降低能源消耗，提高了炭砖质量，提高了制品体积密度，降低了渗透率，提高了炭砖热导率。

下面是几种炭砖理化指标：[1]
通过以上数据对比来看，热压炭砖体积、密度、透气度、热导率等指标明显高于普通炭砖。

2 炉缸砖衬结构对高炉寿命影响
（1）高炉炉缸部位热量，通过炭砖及炭素捣打料传递至高炉冷却壁，通过冷却壁内循环水把热量带走，达到平衡，使得与渣铁接触部位砖衬处形成保护层，达到保护炉衬目的。

热压炭砖具有良好的导热性能，及时传递出炉缸内高温热量，降低了炭砖与陶瓷杯温差，降低炉墙热应力，避免炭砖由于热应力过大出现裂纹，减少渣铁渗透炭砖机率，防止炉缸烧穿。

（2）提高炭素捣打料的导热能力，延长炉缸寿命，实践证明，炭素捣打料导热性能，对降低炉缸炭砖温度起很大的作用。

在高炉投产之前，应把炉缸部位使用耐材热阻降至最低，达到传热平衡。

如果炉墙存在气隙，炭素捣打料导热系数过低。

热量不能通过冷却水导出，致使热负荷小，耐材温度可能很高，如果冷却壁周围窜煤气，热负荷更不能反应耐材真实状况，炉缸或炉墙出现局部侵蚀严重时，导致炉缸烧穿事故发生。

高导热炭素捣打料指标。

炭素捣打料导热系数6—18（w?m·℃），有陶瓷杯时，捣料层热阻占炉缸砖衬总热阻的比例为2%—7%，无陶瓷杯时，比例为4%–13%，传热的限制性环节仍然在炭砖。

（3）高温高强炭质胶泥具有良好的导热系数。

炭质胶泥是以电煅无烟煤和优质树脂为主要原料混合而成。

在高炉炉缸砌筑炭砖时使用，起到稳定炭砖和密封砖缝达到导热目的，高强炭砖胶泥理化指标。

3 热压炭砖在炉缸部位使用
（1）由于热压炭砖目前平均价格比普通炭砖价格高出许多。

许多国内高炉在炉缸重点部位即容易侵蚀的“象脚”位置使用部分热压炭砖。

即在炉底和炉缸相交部位，层数11—17层不等。

利用热压炭砖良好导热性能，延长炉缸寿命。

（2）国内某炼铁厂使用热压炭砖后“象脚”侵蚀点侵蚀对比。

通过以上数据分析来看，使用热压炭砖的高炉，炉缸部位“象脚”侵蚀点炭砖温度上升较慢，炉缸安全系数提高。

延长了炉缸使用寿命。

4 结语
（1）高炉炉缸使用寿命长短，有诸多因素影响，冷却强度、冶炼强度、操作制度、砖衬结构等都对炉缸寿命造成影响，从实际生产来看，冷却强度虽然重要，如果炉缸炭砖温度升高，单纯提高冷却水压、水量和降低冷却水温度，对控制炉缸耐材温度的快速上升无明显效果。

通过控制冶炼强度及改变操作制度，能够降低炉缸侧壁及炉底炭砖温度升高，但对高炉经济指标影响较大。

高炉开炉以后，砖衬结构无法改变，其它因素影响能通过一系列手段改变相应数据来维护炉缸。

使用好的炭砖仍是延长炉缸寿命的重要环节。

（2）热压炭砖的使用。

通过其良好的导热性能，无疑对延长高炉寿命起到关键作用。

目前国内许多耐材厂家相继研制出各种型号热压炭砖。

质量达到国外
同类产品标准，价格相对较低，给国内炼铁厂高炉大修和重建带来技术进步，推广使用热压炭砖将给高炉带来一次革命性技术转变。

参考文献：
[1]周传典.高炉炼铁生产技术手册[K].北京冶金工业出版社，2002（08）.
作者简介：孟景（1974-），男，山东莱芜人，中专，中级职称，研究方向：炼铁。