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近代耐火材料大致起源于19世紀(jì)上半葉的歐洲。1810年出現(xiàn)了用耐火粘土制造粘土磚的工廠;1822年英國以石英巖為原料,石灰為結(jié)合劑制成硅磚,并在煉鋼爐應(yīng)用。到20世紀(jì)上半葉,粘土磚和硅磚等的質(zhì)量不斷提高,品種日益增多。這個時期開發(fā)出了鉻質(zhì)、鎂質(zhì)、鎂鉻質(zhì)和高鋁質(zhì)等耐火材料,耐火材料,爐襯材料,安耐捷爐襯材料。
國內(nèi)常用的配料方法有兩種,即容積配料法和重量配料法?!∪莘e配料法是利用物料的堆比重,通過給料設(shè)備對物料容積進(jìn)行控制,達(dá)到配加料所要求的添加比例的一種方法。此法優(yōu)點是設(shè)備簡單,操作方便。其缺點是物料的堆比重受物料水分、成分、粒度等影響。所以,盡管閘門開口大小不變,若上述性質(zhì)改變時,其給料量往往不同,造成配料誤差。 重量配料法是按照物料重量進(jìn)行配料的一種方法,該法是借助于電子皮帶稱和定量給料自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)實現(xiàn)自動配料的。
爐底使用碳磚有三種型式:全部為碳磚;爐底四周和上部為碳磚,下部為粘土磚或高鋁磚;爐底四周和下部為碳磚,上部為粘土磚或高鋁磚。后兩種又稱為綜合爐底。設(shè)計爐底厚度有減薄趨勢(由0.5d右減至0.3d左右或爐殼內(nèi)徑的1/4厚度,d為爐缸直徑)。碳磚的缺點是易受空氣、二氧化碳、水蒸氣和堿金屬侵蝕。爐腰特別是爐身下部磚襯,由于磨損、熱應(yīng)力、化學(xué)侵蝕等,容易損壞。
焦炭在高爐中不熔化,只是到風(fēng)口前才燃燒氣化,少部分焦炭在還原氧化物時氣化成CO。而礦石在部分還原并升溫到1000~1100℃時就開始軟化;到1350~1400℃時完全熔化;超過1400℃就滴落。焦炭和礦石在下降過程中,一直保持交替分層的結(jié)構(gòu)。由于高爐中的逆流熱交換,形成了溫度分布不同的幾個區(qū)域,①區(qū)是礦石與焦炭分層的干區(qū),稱塊狀帶,沒有液體;②區(qū)為由軟熔層和焦炭夾層組成的軟熔帶,礦石開始軟化到完全熔化;③區(qū)是液態(tài)渣、鐵的滴落帶,帶內(nèi)只有焦炭仍是固體;④風(fēng)口前有一個袋形的焦炭回旋區(qū),在這里,焦炭強烈地回旋和燃燒,是爐內(nèi)熱量和氣體還原劑的主要產(chǎn)。