600t混铁炉内衬耐火材料的优化配置案例

混铁炉简介

混铁炉是转炉炼钢的重要辅助设备之一，起着均匀铁水成份、稳定铁水温度和贮存铁水保证铁水持续供应的功能。近些年随着我国经济的发展，钢铁产量持续增长，钢铁的种类日益繁多，混铁炉的使用条件更加苛刻，加之混铁炉长期贮存铁水并频繁受铁和出铁，炉衬受到铁、渣以及重力冲刷和化学侵蚀作用，使得混铁炉的寿命出现缩短趋势。提高混铁炉使用寿命，对保证铁水的正常供应，稳定转炉的正常生产节奏有着重要意义。

我国的混铁炉一般有300吨、600吨、900吨和1300吨几个类型，按照冶钢企业规模的不同而装备不同类型的混铁炉。 混铁炉炉体是由可以拆分的侧面凸起端盖和设有铁水输入口、铁水输出口的圆筒组成筒体装置。 炉体内部铺砌有高温耐火材料层，高温耐火材料层与炉体外壳之间的空隙填有主要成分为硅藻土料的隔热层，通过隔热层达到对炉体内衬高温耐热材料受热膨胀对炉壳产生压力的缓冲和阻止热传导，避免炉体材料的受热变形。 隔热层向里硅藻土砖层，硅藻土砖层向里是粘土砖层，与粘土砖层紧挨的是直接与铁水接触的混铁炉工作层，工作层大多数是用耐高温腐蚀的镁砖砌筑而成。

略钢炼钢分厂现有600吨混铁炉1座，60吨氧气顶吹转炉2座，配有六机六流150mm×150mm方坯连铸机一台，年吞吐铁水90多万吨，产钢100万吨左右。

铁水温度为1200℃~1350℃，铁水化学成分如下：

燃气条件，略钢600吨混铁炉保温使用的燃气为高炉煤气，发热值较低，只有3000-3800KJ/Nm³。为提高高炉煤气的燃烧温度，在煤气燃烧时配入适量的富氧，以此提高燃烧温度。

混铁炉内衬耐材损毁原因

混铁炉整体性能以及使用寿命如何对钢铁冶炼有着重要意义，我国研究技术人员以及工程技术人员对混铁炉的建造和维护技术进行了艰苦的探索，并且取得了不少成果。可是随着我国一些列改革措施的实行，我国的各项工程建设快速发展，对钢材的需求从钢材的种类到钢材的质量都提高了要求，由于缺乏技术上更新，以及为了高产一些钢铁冶炼企业出现了违规操作、延误设备维护时间等不恰当的生产方式，导致我国钢铁冶炼企业的混铁炉经常出现内衬损毁的现象。

2.1 化学侵蚀作用

化学侵蚀是指由于对钢铁冶炼采用的铁矿石成分缺乏详细了解，造成高炉输入混铁炉的铁水中含有对混铁炉内衬耐火材料产生化学腐蚀作用的化学成分，其与混铁炉内衬耐火材料发生化学反应，造成混铁炉内衬耐火材料损毁。主要是铁矿石冶炼设备产生的矿物残渣混于铁水中形成的。

2.2 热应力损毁

热应力损毁是指由高炉输入混铁炉的铁水成分温度过高，超过了混铁炉内衬耐火材料的温度和膨胀系数承受极限，造成混铁炉内衬耐火材料不同程度的损毁。或生产中，当铁水供应紧张时，混铁炉内铁水液面较低，有时甚至将铁水倒空，导致渣线区域加宽，易损面积增大。

2.3 机械冲刷

机械冲刷是造成混铁炉内衬耐火材料损毁最常见原因，包含以下两种因素。

(1)矿石残渣。主要是由于对铁矿石的选矿不准，导致有高炉冶炼出来输入混铁炉的铁水很有矿石残渣超量，或是混铁炉内矿石残渣清理不及时，导致矿石残渣刮伤混铁炉内衬耐火材料;或是附着在内衬材料上，降低了内衬材料的受热膨胀系数，造成混铁炉内衬耐火材料的损伤;亦或混铁炉长时间没有进行清理，导致铁水中混入的矿石残渣大量堆积在混铁炉内，造成炉压上升，导致混铁炉内衬耐火材料损坏，集中在前后墙渣线部位。

(2)混铁炉转速。一般的混铁炉都有固定的转速，通过平稳的转动达到对各个高炉输入混铁炉的不同成分铁水的均匀混合以及温度的调匀。有时由于误操作或其他原因可能会导致混铁炉转速不均，造成内部铁水对混铁炉内衬耐火材料冲刷力矩产生变化，造成混铁炉内衬耐火材料受损。主要集中在出铁口、炉底铁水冲击区。

2.4 操作不当

迫于生产任务紧急，一些钢铁冶炼企业尤其是在一些中小钢铁冶炼工厂，混铁炉经常出现不恰当的操作，加剧了混铁炉内衬耐火材料的损毁状况。

(1)煤气供应不合理。为了节省能源，部分钢铁冶炼企业及工厂对混铁炉的煤气供应停送频繁。转炉需要铁水供应时，给混铁炉输入煤气，升高混铁炉内部温度;而转炉不需要铁水供应时，就停止向混铁炉输如煤气，降低混铁炉内部温度，加之高炉煤气质量较差，发热值不高等原因造成混铁炉内部温度波动频繁，超过了混铁炉内衬耐火材料的热胀冷缩恢复系数，造成内衬耐火材料损伤。

(2)铁水成分控制不当。由于对高炉输入混铁炉的铁水成分分析不当，或铁水质量成分较差，造成混铁炉内部各高炉铁水成分之间的不稳定，甚至发生化学反应，造成对混铁炉内衬耐火材料的不均衡腐蚀。

2.5 炉砖材料与砌筑技术

建设混铁炉所采用的炉砖材料以及使用的砌筑技术，也是影响混铁炉内衬耐火材料性能的主要因素之一。

(1)炉砖材料。混铁炉炉砖材料应当依据混铁炉的操作条件和工作环境进行分析、选择。混铁炉内铁水矿渣呈碱性渣时，应当采用镁质耐火材料;而当铁水矿渣呈酸性渣时，则采用硅酸铝质耐火材料更适合，要防止铁水矿渣以及铁水成分与混铁炉炉砖产生化学反应，破坏混铁炉内衬内火材料。

(2)砌筑技术。混铁炉的砌筑技术也是影响混铁炉内衬耐火材料整体性能的关键。能否在混铁炉的关键部位使用高档的内衬耐火材料，决定了混铁炉内衬耐火材料的使用时间，以及能够承受的铁水温度和化学成分腐蚀的极限。

内衬耐材的资源优化配置

综合以上论述我们知道混铁炉在现代钢铁冶炼领域有着很重要的意义，以及造成混铁炉内衬耐火材料损毁的几种原因，我们可以了解到，对混铁炉内衬耐火材料资源进行优化配置是钢铁冶炼企业现在面临的一个重要问题，同时我们也知道，要对混铁炉内衬耐火材料进行资源优化配置需要从整体上来把握，从各个方面加强措施。

3.1 完善的设计方案

根据钢铁冶炼企业的冶炼技术和冶炼环境，对混铁炉进行完善的设计，包括混铁炉吨位、炉砖材料、砌筑技术、混铁炉炉形等，从整体上把握混铁炉的各个细节，以及可能产生的各种损毁混铁炉内衬内火材料的问题，并制定相应的应对措施。

3.2 研发新型冶炼工艺

钢铁冶炼企业应当加强对新型冶炼工艺的研发，提高铁矿石的开发利用率，降低矿物残渣，净化铁水成分，从而避免铁水混入矿物残渣对混铁炉内衬耐火材料造成的各种损毁。

3.3 专业的混铁炉操作维护人员

培养专业的混铁操作炉维护人员，依照操作规范正确操作混铁炉，及时地对混铁炉进行矿物残渣清理，以及及时对混铁炉炉砖进行修补，避免混铁炉内衬耐火材料发生损毁。

混铁炉内衬耐火材料资源的优化配置是一个复杂的系统化工程，需要内衬耐火材料开发人员、混铁炉结构设计人员以及混铁炉操作维护人员的通力合作，因此在做好技术上的措施外，还要加强各部门间的管理措施实施，协调各部门的高效运作，这样才能做到混铁炉内衬耐火材料资源的全面优化配置。

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