爐襯侵蝕

氧化帶頂端和熔化帶這兩處是爐襯侵蝕最大的地方。故通過打爐后次日對(duì)爐襯侵蝕狀況的觀察，可判斷爐況：

①侵蝕最深處的高度矮，說明氧化帶短；

②侵蝕不深，也不集中，爐膛較平滑無深凹，說明燃燒的高溫區(qū)不集中；

③熔化帶侵蝕區(qū)低，說明底焦不高；熔化帶侵蝕區(qū)較長(zhǎng)，說明底焦波動(dòng)大。

連續(xù)檢測(cè)高爐爐襯侵蝕狀況，勞及時(shí)采取措施，對(duì)保證高爐正常生產(chǎn)和延長(zhǎng)壽命十分重要。從70年代中期國外就著手開發(fā)高爐爐襯侵蝕方面的檢測(cè)方法，并不斷改進(jìn)，用于高爐生產(chǎn)實(shí)際，見下表。

熱電偶法、熱流計(jì)法、紅外線溫度攝像法都受爐襯耐火材料導(dǎo)熱性的變化影響，所以測(cè)試精度不高；埋設(shè)放射性同位素法又不能給出被侵蝕爐襯的具體部位；鉆孔法必須在高爐停產(chǎn)時(shí)才可進(jìn)行。由于上述幾種方法所存在的問題，需要尋找一種連續(xù)、高精度的高爐內(nèi)襯侵蝕量的檢測(cè)方法。70年代末，國外先后開發(fā)了TDR法（其原理、構(gòu)造與檢測(cè)軟熔帶的裝置相同）和FMT（新式精密多電偶傳感器）法（見下圖1所示）。

爐襯在以下三種機(jī)理的綜合作用下被逐層侵蝕，進(jìn)入爐渣：

①化學(xué)侵蝕在高溫環(huán)境中，爐渣與爐襯之間存在的相互化學(xué)作用造成爐襯侵蝕；

②熱應(yīng)力侵蝕爐襯中溫度梯度造成的熱應(yīng)力，使?fàn)t襯表層逐層剝離造成爐襯侵蝕；

③熔融侵蝕爐襯中的低熔點(diǎn)材料，在高溫作用下熔融，造成爐襯侵蝕。

普通爐襯沖天爐的爐襯侵蝕導(dǎo)致以下兩個(gè)基本問題：

①爐膛直徑增大，如果未相應(yīng)增大沖天爐的入爐風(fēng)量，則鐵液溫度下降；如果相應(yīng)增大入爐風(fēng)量，則熔化率相應(yīng)增加；如果未加接力焦，則運(yùn)行底焦高度下降，鐵液溫度下降。

②風(fēng)口參數(shù)變化，爐襯侵蝕使風(fēng)口直徑增大，風(fēng)口風(fēng)速降低，同時(shí)使風(fēng)口在爐內(nèi)的位置后退，風(fēng)口參數(shù)的雙重變化導(dǎo)致附壁效應(yīng)增強(qiáng)，爐壁侵蝕速度進(jìn)一步增加，爐況進(jìn)一步惡化。

爐襯侵蝕導(dǎo)致了普通爐襯沖天爐的一系列性能與操作問題，引起普通爐襯沖天爐熔化性能（熔化率、鐵液溫度等）的持續(xù)變化，需要不斷改變操作參數(shù)（送風(fēng)量、風(fēng)壓、加料參數(shù)等），沖天爐的操作難度大幅度增加。相對(duì)于水冷沖天爐，普通爐襯沖天爐的熔化性能與操作參數(shù)均不穩(wěn)定，不適合于長(zhǎng)期連續(xù)熔化。

爐襯侵蝕監(jiān)測(cè)技術(shù)

爐襯侵蝕監(jiān)測(cè)技術(shù)主要包括測(cè)量元件和計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)兩部分。測(cè)量元件由電阻測(cè)厚元件與熱電偶測(cè)溫元件構(gòu)成。測(cè)量方法是在高爐爐襯內(nèi)沿垂直爐襯的方向埋設(shè)測(cè)量元件，元件前端與爐襯內(nèi)表面相齊，元件通過引線與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)連接。測(cè)量元件的電阻值與其長(zhǎng)度相關(guān)。在高爐生產(chǎn)過程中，電阻元件與爐襯同步被侵蝕，元件長(zhǎng)度上的變化將引起電阻值的變化，因而輸出信號(hào)也相應(yīng)變化。計(jì)算機(jī)在線連續(xù)監(jiān)測(cè)這一信號(hào)，進(jìn)行計(jì)算、處理及綜合判斷可得知該處爐襯的現(xiàn)存厚度及變化情況。通過對(duì)埋設(shè)在爐襯各部位測(cè)量元件輸出信號(hào)的監(jiān)測(cè)，可在CRT上直觀地顯示出高爐的實(shí)際內(nèi)型剖面圖和測(cè)量數(shù)據(jù)，以及爐襯各部位測(cè)量點(diǎn)處的厚度溫度變化趨勢(shì)，通過打印機(jī)可打印數(shù)據(jù)報(bào)表和圖形拷貝。

關(guān)鍵技術(shù)

①該項(xiàng)技術(shù)測(cè)量方法簡(jiǎn)單，測(cè)量元件具備兩個(gè)特點(diǎn)：元件與爐襯同步損耗，元件電阻值與元件長(zhǎng)度成函數(shù)關(guān)系。

②測(cè)量元件為鎧裝型，結(jié)構(gòu)合理、全密封、耐腐蝕、防水、防塵、安裝方便。能較正確反映爐襯厚度的變化，測(cè)厚分辨率為30毫米。元件制作定型化和規(guī)格化。

③計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)為上、下2級(jí)工業(yè)計(jì)算機(jī)，采用光電隔離技術(shù)及信號(hào)隔離電路，抗干擾能力強(qiáng)，系統(tǒng)在線連續(xù)運(yùn)行，穩(wěn)定可靠。

④實(shí)現(xiàn)了高分辨串圖像處理、圖形顯示和圖形拷貝等功能。

⑤實(shí)現(xiàn)了不同總線間計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)與打印機(jī)之間遠(yuǎn)距離串行通訊。

技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

①測(cè)厚測(cè)溫元件定型化、規(guī)格化，可批量制造。

②磚襯測(cè)厚分辨率 _-30mm，冷卻壁本體損耗測(cè)量分辨率 _-20mm，測(cè)溫精度1.5%。

③計(jì)算機(jī)系統(tǒng)在線運(yùn)行率97%以上。

④監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的使用完好率80%。我國大型高爐40多座，中小高爐不計(jì)其數(shù)，600立方米以上高爐就有60多座，高爐采用該測(cè)厚技術(shù)，由于用計(jì)算機(jī)在線連續(xù)監(jiān)測(cè)，操作人員能隨時(shí)掌握爐襯侵蝕狀況，從而采取相應(yīng)的保護(hù)措施，延長(zhǎng)高爐壽命；由于跟蹤及時(shí)，可避免突發(fā)事故，對(duì)高爐安全生產(chǎn)和長(zhǎng)壽有很大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。新建或大修一座高爐，投資在10億元左右，壽命按8年計(jì)算（國內(nèi)高爐為5年左右），高爐延長(zhǎng)壽命一個(gè)月，節(jié)約投資1041萬元；延長(zhǎng)高爐壽命，多出鐵，一個(gè)月產(chǎn)生的直接經(jīng)濟(jì)效益為：1噸鐵效益×高爐日產(chǎn)×30。以寶鋼高爐為例，高爐延長(zhǎng)一個(gè)月壽命，爐襯測(cè)厚技術(shù)的效益為112.04萬元，3個(gè)月便是336.12萬元。從防止突發(fā)事故來看，避免重大事故造成的巨額經(jīng)濟(jì)損失和安全生產(chǎn)帶來的社會(huì)效益是無法估算的。該項(xiàng)技術(shù)不僅可應(yīng)用于各種容積的高爐，還可在煉鋼爐、鐵水罐、沖天爐、玻璃窯等其它工業(yè)爐窯中應(yīng)用，有廣闊的應(yīng)用前景，如有條件還可推向國際市場(chǎng)。我國煉鐵生產(chǎn)以高爐為主，高爐安全生產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)長(zhǎng)壽必須依靠先進(jìn)技術(shù)，該成果正是達(dá)到這一目標(biāo)的技術(shù)措施之一。通過“八五”科技攻關(guān)，該技術(shù)已比較成熟，并已將攻關(guān)階段成果逐步在寶鋼高爐、本鋼高爐及武鋼高爐上應(yīng)用，取得了初步成效。

我國廣泛使用的沖天爐爐襯為粘土磚，呈弱酸性。而爐渣的堿度又常小于1，顯出酸性。既然爐渣是酸性，爐襯也是酸性，為什么每次開爐后仍舊遭受很大的侵蝕呢"para" label-module="para">

①熔劑侵蝕。沖天爐熔化每批料都要添加占焦炭重量20%～30%的熔劑（石灰石），溶劑在下落過程中與爐襯接觸，高溫下與爐襯粘土磚中的SiO₂化合，侵蝕了爐襯。

②機(jī)械沖刷。高溫下爐襯軟化，在爐料和爐氣的沖蝕下受到破壞。

減少爐襯侵蝕的措施有：

①使用小風(fēng)口，將風(fēng)打進(jìn)沖天爐中心，減輕送風(fēng)氣流對(duì)爐壁的沖刷。

②溶劑應(yīng)加在沖天爐中心部位，不要靠近爐壁。此外，石灰石用量不宜過多。

③修爐的磚縫應(yīng)盡可能小，并且兩層磚縫應(yīng)相互錯(cuò)開。

④有腐蝕嚴(yán)重的地方（如氧化帶、過橋），選用品質(zhì)高的耐火磚修筑。

這種爐襯實(shí)際:屬于由耐火纖維板組成的層鋪爐襯。耐火纖維板是含無機(jī)粘結(jié)劑的剛性制品,其耐氣流沖刷性能、耐氧化鐵屑等飛散物的侵蝕性能、以及耐機(jī)械損傷性能都很優(yōu)越,故絕熱板爐襯常設(shè)計(jì)于工作條件惡劣的場(chǎng)合。

與纖維毯層鋪爐襯一樣,絕熱板爐襯也可以做成復(fù)合型的。一般從爐襯熱面至冷面按高、中、低三檔纖維板依次排列,用雙頭螺栓錨固,構(gòu)成絕熱板復(fù)合爐襯。

對(duì)于操作溫度達(dá)1300℃以上的高溫爐窯,熱面應(yīng)選用多晶質(zhì)纖維板,錨固件也應(yīng)采用高溫陶瓷制品。

堆砌爐襯又稱疊砌爐襯,是將耐火纖維毯切成長(zhǎng)方形,與爐殼面成直角疊砌,并用耐熱鋼釬穿入毯中,固定在爐殼仁。纖維毯被斷的端部對(duì)齊成平面組成爐襯熱面,由毯一r的寬面構(gòu)成爐襯厚度。為避兔在過程中因纖維毯l均熱收縮而形成從熱面至冷面的熱流通道,可采用預(yù)壓縮安裝,壓縮率一般為25%,以提高纖維爐襯的整體強(qiáng)度并抵消應(yīng)用過程中的收縮。

堆砌爐襯主要優(yōu)點(diǎn)

（1）金屬錨固裝置位立冷血,而不是暴露于火焰中。!呵時(shí)受熱過程中纖維的劣化儀發(fā)生在熱面端部,而不是沿整塊纖維毯面積方向同時(shí)劣化。因此,堆砌爐襯一般比同種纖維材料的層鋪爐襯使用溫度提高50~100℃。

(2)堆砌爐襯的抗剝落性和抗風(fēng)蝕性層鋪爐襯。

堆砌爐襯的主要缺點(diǎn)是不能按爐襯的溫度分布選用不同的纖維材料,因此筑爐成本高。

貼面爐襯是在業(yè)已砌筑的耐火磚、澆注耐火材料、可塑料等爐襯_仁再鑲貼一層耐火纖維爐襯。這種設(shè)計(jì)用于舊爐墻的改造能起到明顯的節(jié)能效果。纖維貼面的固定可采用雙頭螺栓錨固法,也可采用耐火膠泥粘貼法,筆者傾向于二種方法并用。