Новости

Свойства огнеупорных материалов для керамических чашек доменных печей

Время выпуска:

2026-01-05 10:07

Источник:

Керамический стакан доменной печи является ключевой внутренней конструкцией, применяемой в современных крупнотоннажных доменных печах для защиты горна и днища печи; он широко используется как в Китае, так и за рубежом (например, на предприятиях Baosteel и Shagang). Основная задача этого стакана — защитить угольную кладку от повреждений и продлить срок службы печи на одном поколении (обычно от 10 до 20 лет). Керамический стакан располагается на горячей поверхности угольной кладки и образует «стаканообразную» облицовку. Благодаря низкой теплопроводности он удерживает изотерму затвердевания чугуна при температуре 1150℃ внутри керамического слоя, предотвращая прямой контакт угольной кладки с высокотемпературным чугуном и шлаком и снижая таким образом воздействие проникновения чугуна, эрозии щелочными металлами, абразивного износа и термических напряжений. Кроме того, данный стакан обладает теплоизоляционными и энергосберегающими свойствами, что позволяет снизить расход кокса.
Основные компоненты материала
Огнеупорные материалы для керамических чашек доменных печей в основном представляют собой керамические материалы на основе оксида алюминия (Al₂O₃); распространённые типы включают:
Композитные бруски из корунда коричневого цвета: в качестве основных сырьевых материалов используются корунд коричневый и карбид кремния; при изготовлении применяется высокое давление с добавлением связующего вещества, а затем обжиг в восстановительной атмосфере. Обладают хорошей стойкостью к разъеданию расплавленным чугуном, однако уступают по стойкости к щелочам (в крупных доменных печах их применение уже сократилось).
Корундово-муллитовые кирпичи: содержание Al₂O₃ высокое (70–90%), фаза муллита обеспечивает хорошую термостойкость и устойчивость к тепловым ударам. Устойчивость к шлаковой коррозии средняя.
Микропористые корундовые кирпичи/микропористые муллитовые кирпичи: низкая пористость (<15%), малый средний диаметр пор (<1 мкм), высокая объемная плотность (>3,0 г/см³). Обладают отличной устойчивостью к проникновению и абразивному воздействию; это направление развития.
Пластичная композитная корундовая кирпич: добавление пластичного связующего повышает высокотемпературную прочность и стойкость к отслаиванию.
Кирпичи из корунда с сиалоновой связкой: третье поколение продукции, обладающие высокой устойчивостью к воздействию чугуна, шлаков и щелочей; срок службы может превышать 9 лет.
Целиковая шамотная масса: современная технология, в которой в качестве заполнителя используются корунд и карбид кремния; для заливки применяется силикатный золь или нано-связующее. Такая масса обладает высокой монолитностью, отсутствием швов между кирпичами и превосходной устойчивостью к агрессивным средам по сравнению с традиционной кирпичной кладкой. Она позволяет быстро производить ремонт или строительство новых объектов (например, применение в доменной печи объёмом 5500 м³).
Угольные кирпичи (например, микропористые или супермикропористые угольные кирпичи), используемые в качестве внешнего слоя керамических чашек, обеспечивают высокую теплопроводность и поддерживающую функцию.
Ключевые характеристики
Высокая стойкость к эрозии: устойчивость к растворению чугуном, устойчивость к воздействию шлаков, устойчивость к разрушению щелочными металлами (K, Na, Zn).
Микропористая структура: низкая пористость, мелкие поры, препятствующие проникновению жидкого чугуна.
Термостойкость: температура размягчения под нагрузкой >1500℃, хорошая термоударостойкость.
Конструктивный дизайн: самоблокирующийся и устойчивый к всплытию (например, с использованием язычковых пазов или наклонного дизайна), крупноформатные кирпичи или монолитное бетонирование — это позволяет избежать концентрации напряжений и проникновения железа через швы между кирпичами.
Применение и преимущества
Расположение: керамическая подкладка на дне печи (мullитовая) + керамические стенки боковых частей горна (корундовые), в сочетании с комбинированными кирпичами для фурмы/чугунного отверстия.
Преимущества: продление срока службы доменной печи (срок службы отечественных печей первого поколения превышает 10 лет), энергосбережение и снижение расходов, формирование самопроизвольного защитного слоя шлака и чугуна.
Тенденции развития: переход от кирпичной кладки к монолитному бетонированию; углеродные композитные кирпичи (сочетание высокой теплопроводности угольных кирпичей и устойчивости к эрозии керамики); конструкция печной камеры с тонкими стенками.