900t混铁炉炉衬砌筑优化与使用

1 前言

混铁炉的主要功能是均匀铁水成分，均匀铁水温度，储存铁水，便于周转。混铁炉炉体结构分为炉底、炉体前、后墙（出铁口处称前墙）以及端墙、炉顶。炉体左端墙有一个窥视孔和两个烧嘴，右端墙有一个兑铁口，出铁口上端有一个烧嘴。使用过程中出铁口、前墙渣线、后墙渣线部位侵蚀较为严重，出铁口在线修补用喷补料热补，因烧结不好、粘附能力差、冲刷严重造成掉料，材料消耗量大，使用效果不理想。因此，通过混铁炉大修时观察侵蚀严重部位，进行优化砌筑，提高了过铁量和使用寿命。

2 混铁炉残砖侵蚀情况

混铁炉炉衬包括保温层、永久层、工作层，保温层采用纤维毡、黏土砖，永久层采用浇注料，工作层采用高铝砖和铝碳化硅碳砖。工作层耐材损毁主要有炉渣的化学侵蚀、铁水冲刷的机械损毁、热应力剥落等。

2.1 炉渣的化学侵蚀

据研究分析，混铁炉前墙及出铁口部位的铝碳化硅碳砖中石墨氧化形成脱碳层,渣渗透砖中,并与其中的Al2O3、SiO2反应,形成钙长石或橄榄石。出铁口铝碳化硅碳砖的侵蚀，以亚铁渣氧化熔蚀为主，蚀损矿物主要为橄榄石、黄长石；前墙处以砖的渣蚀与渗透为主，氧化次之，蚀损矿物主要为黄长石，少量玻璃相。炉内为氧化气氛，炉衬耐材发生氧化侵蚀，这就要求铝碳化硅碳砖有较好的抗氧化性能。

2.2 铁水冲刷的机械损毁

混铁炉炉衬耐材出铁口、前后墙接触铁水部位受铁水频繁冲刷，以及摇炉过程中的冲刷，造成炉衬熔损和机械损毁。炉墙部位由于受到炉内铁水和铁渣流的冲刷及重力作用，加之炉内渣块的机械冲击，导致炉衬耐材承受不了机械冲刷而发生倒塌或脱落。

2.3 热应力剥落

炉衬内热态温度下，在兑铁时炉衬耐材温度发生剧烈变化，从而引起热冲击，处于高温的耐材受到热膨胀应力而形成剥落。

3 优化砌筑

对于混铁炉侵蚀严重部位和关键部位进行加强砌筑，提高过铁量和使用寿命。侵蚀严重部位主要有出铁口通道渣线、前墙渣线、后墙渣线、兑铁口铁水冲刷部位。

3.1 炉底砌筑

近几次炉底采用高铝砖砌筑，抗铁水侵蚀程度良好，这次依然采用高铝砖砌筑。炉底保温层采用纤维板+黏土砖，厚度20mm+116mm；永久层采用浇注料，可以防止渗入铁水，厚度120mm；工作层采用高铝砖砌筑，厚度500mm。之前有砌筑两层工作层砖，但有时会出现残砖侵蚀严重漂浮起来，不耐使用，后改为一层砌筑。

砌筑黏土砖时，必须找到连接两端墙的中轴线，并找到中心点，以炉长方向首先砌筑第一排，必须保证砌筑成直线、与炉长方向平行。砌筑时所有砖均采用火泥湿砌，炉底黏土砖砌筑好后，支模浇注永久层。砌筑高铝砖时同样要依据前期的中心点并且砌筑出第一排，按照预砌顺序砌筑。

3.2 前后墙砌筑

前后墙渣线部位侵蚀较为严重，此处使用铝碳化硅碳砖砌筑，渣线区域里侧永久层浇注料使用稍高档次的浇注料加强，防止渗铁侵蚀浇注料。炉底与前后炉墙的过渡使用翻身砖找平砌筑，采用铝碳化硅碳砖。前后墙保温层采用纤维板+黏土砖，厚度10mm+116mm；永久层采用浇注料，厚度90mm；工作层采用高铝砖和铝碳化硅碳砖砌筑，厚度500mm或600mm，采用铝碳化硅火泥湿砌。

3.3 端墙砌筑

端墙侵蚀相对均匀，主要是兑铁口侧冲刷严重，需要加厚砌筑。端墙的保温层和永久层与前后墙是一样的，厚度根据与炉壳的距离变化而变化，永久层厚度一般在90~150mm。左端墙(窥视孔端)使用500mm的高铝砖和铝碳化硅碳砖砌筑。右端墙（兑铁口端）使用600mm的高铝砖和铝碳化硅碳砖砌筑，在冲刷严重部位里侧加强砌筑300mm左右厚度高铝砖或铝碳化硅碳砖。端墙高铝砖砌筑高度和前后墙是一样的，炉底黏土砖上放置永久层浇注料，压实后开始砌筑端墙砖。端墙有弧度，采用直型砖和楔型砖交替砌筑。

炉墙施工关键点在于前后墙和端墙接触的拐角处，采用咬合砌筑的方式，在咬砌时防止出现三角缝。前后墙与端墙四个边的砌筑必须在同一水平面上，错台无法砌筑。

3.4 出铁口砌筑

在砌筑前墙时同步砌筑出铁口，出铁口跑道底部保温层、永久层采用黏土砖和浇注料；工作层采用铝碳化硅碳砖活底砌筑，厚度500mm。

出铁口袖墙渣线部位和出铁口转角墙处侵蚀比较严重，袖墙使用600mm的铝碳化硅碳砖和高档预制块砖加强砌筑，同时里侧再加厚砌筑150mm铝碳化硅碳砖。出铁口转角墙使用宽厚度的铝碳化硅碳砖每层交叉砌筑，起错缝和加固作用。出铁口袖墙砌墙高度在铁水液面以上时支模浇注小拱顶。出铁口加强砌筑情况如图1和图2所示。

3.5 炉顶砌筑

炉顶不与铁水接触，工作层采用高铝砖，厚度300mm或500mm。炉顶保温层、永久层采用轻质黏土砖+黏土砖，厚度116mm+116mm。炉顶砌筑前检查胎模弧度安装角度及尺寸，要保证内空尺寸满足使用要求；胎模两端与前后墙拱脚板紧密接触，从前后墙同时开始向中间环形排砌筑高铝砖。