【钢铁冶金】铁水预处理对耐火材料的作用及要求

铁水预处理过程对耐火材料的作用

铁水预处理是钢铁生产中的一个重要环节，旨在去除铁水中的有害元素，提高后续炼钢过程的效率和最终钢材的质量。在这个过程中，耐火材料扮演着至关重要的角色。由于铁水预处理环境的特殊性，耐火材料需要具备多种性能，以应对各种恶劣条件。以下是铁水预处理过程中对耐火材料的主要要求：

1. 高温铁水和炉渣的强烈冲刷磨损作用

• • 高温强度大：铁水温度通常高达1400℃以上，对耐火材料的高温强度要求非常高。耐火材料需要在高温下保持结构稳定，防止因高温而软化或变形。

• • 耐磨损：铁水和炉渣在预处理过程中会对炉衬和搅拌及喷吹装置产生强烈的冲刷作用。因此，耐火材料需要具有优异的耐磨性，以减少因磨损而引起的损耗。

2. 各种预处理剂的化学侵蚀作用

• • 抗化学侵蚀：预处理剂如脱硫剂在使用过程中会与耐火材料发生化学反应，生成低熔点物质，这些物质可能会溶解在铁水中，导致耐火材料的侵蚀。特别是低熔点的苏打等助熔剂，会使预处理剂对耐火材料的侵蚀变得更加剧烈。因此，耐火材料需要具有良好的抗化学侵蚀性能，以防止被预处理剂侵蚀。

3. 炉渣的渗透和侵蚀作用

• • 抗炉渣侵蚀：在铁水预处理过程中，炉渣中的CaO和FeO会与耐火材料中的SiO₂、Al₂O₃反应，生成低熔点物质，这些物质会对耐火材料产生侵蚀和熔损。因此，耐火材料需要具有良好的抗炉渣侵蚀性，以减少炉渣对材料的损害。

4. 间歇操作带来的温度剧变作用

• • 热震稳定性：铁水预处理装置在每次操作之间都会经历装入铁水、铁水处理和倾倒铁水及空包的过程，这会导致耐火材料经历较大的温度变化。因此，耐火材料需要具有良好的热震稳定性，以防止因温度剧变而引起的裂纹和剥落。

5. 其他要求

• • 便于现场施工：耐火材料需要便于现场施工，以确保快速、高效地完成安装和维修工作。

• • 环保性：耐火材料的生产和使用过程中应尽量减少对环境的污染，符合环保要求。

常用耐火材料

为了满足上述要求，铁水预处理过程中常用的耐火材料包括：

• • 高铝砖：具有良好的高温强度和抗化学侵蚀性能，适用于高温区域。

• • 镁碳砖：具有优异的抗热震性和抗炉渣侵蚀性，适用于风口区等高温和强侵蚀环境。

• • 碳化硅砖：具有高硬度和良好的耐磨性，适用于需要高耐磨性的部位。

• • 刚玉砖：具有高耐火度和良好的抗化学侵蚀性，适用于高温和腐蚀性环境。

• • 磷酸盐结合的耐火浇注料：具有良好的施工性能和抗侵蚀性，适用于需要快速修补的部位。