平爐爐底燒結

平爐爐底燒結(open hearth furnace bottom sintering)是用粒狀耐火材料和助燒結劑經高溫燒製成的平爐熔池堤坡和爐底的整體工作層的操作。

基本介紹

• 中文名：平爐爐底燒結
• 外文名：Open hearth sintering
• 學科：冶金工程
• 領域：能源
• 範圍：冶煉

簡介

平爐爐底燒結(open hearth furnance bottom sintering)是指用粒狀耐火材料和助燒結劑經高溫燒製成的平爐熔池堤坡和爐底的整體工作層的操作。

燒結爐底的步驟

(1)渣洗爐底磚襯；

(2)進行分層燒結；

(3)渣洗燒結層；

(4)冷卻以硬化爐底。

經這4個步驟之後方可向爐底裝料，進行爐料加熱、熔化，而後進行冶煉操作。

鹼性爐底的燒結方法

中國鹼性爐底的燒結方法有4種：

（1）薄層燒結法，以燒結鎂砂和渣粉為原料，向爐底每次撒鋪小於20mm的薄層，進行燒結，直至所需的燒結層厚度。自1950年起，此法在中國推廣。燒結原料的成分和粒度配比是：MgO86%~89%，SiO₂7.25%~8.70%，Fe₂O₃1.44%~1.68%，A1₂O₃0.98%~1.82%，MnO0.49%~0.74%。大顆粒為3~12mm小顆粒為3mm。大顆粒與小顆粒之比為(35%~50%):(65%~50%)。用於燒結和渣洗爐底磚層或燒結層的爐渣成分為：CaO38%~40%，SiO₂<19%，FeO+Fe₂O₃13%~24%，MnO<10%，MgO<14%，P₂O₅<1.4%。用於渣洗磚層的爐渣粒度為3~20mm，渣粉(1~3mm)加鎂砂是燒結層的原料，其配比是:鎂砂81%~70%。渣粉19%~30%。新燒結成爐底中MgO的含量必須在65%~75%之間，取爐底燒結層試樣，呈深褐色，質地堅硬緻密，而且無散狀顆粒。以100t平爐的燒結爐底為例：燒結層厚230mm，由11層燒成，總燒結時間為174h，其中兩次渣洗時間各占去8%的時間。爐底燒結層的平均成分為：MgO66.21%，A1₂O₃4.91%，Fe₂O₃2.43%，FeO4.61%，MnO1.3%，SiO₂10.35%。

（2）厚層燒結法，每次撒上厚鎂砂層(≥50mm)，高溫加熱(爐頂溫度大於1700℃)，以鐵皮浸洗鎂砂層，然後進行快速燒結。此法於1957年在200t平爐首先試驗成功，隨即向全國推廣。燒結用鎂砂成分:MgO89%~92%，SiO₂3%~4%，Fe₂O₃1.5%~2.4%，CaO1.3%~2.4%，Al₂O₃0.7%~1.7%；粒度組成為：≤0.088mm的65%，0.088~8mm的占30%，8~10mm的占5%。鐵皮成分為：FeO40%，Fe₂O₃60%，其他雜質<1%；粒度≤3mm。浸洗鎂砂層的鐵皮用量以浸洗後爐底的MgO含量≥55%來控制。以鐵皮浸洗的鎂砂層便迅速硬化成堅固的燒結爐底層。以200t平爐的爐底燒結層(厚250mm，分5層燒成)為例：總燒結時間為38.25h，淨燒結時間為28.92h。用此法燒結成的爐底無需冷卻，可直接裝料進行煉鋼。燒結後的爐底成分為：MgO60.84%，SiO₂2.9l%，CaO1.34%，Fe2O316.12%，FeO17.02%，A12O31.48%，MnO0.29%。

（3）合成鎂砂燒結爐底，1974年開始使用此法。燒結用合成鎂砂成分為：MgO72%~78%，Fe2O311%~15%，CaO8%~10%，SiO2<2%，A12O3<1%;粒度有≤3mm和≤5mm兩種組成，其體積密度分別為1.82g/cm3和2.05g/cm3。合成鎂砂開始燒結溫度為1100℃，在1200℃就能迅速燒結，每層的浸洗鐵皮用量以控制爐底燒結層中≥55%MgO為宜。300mm厚的燒結爐底，分兩層燒成，總燒結時間為24~30h。

（4）高鐵合成鎂砂燒結爐底，1987年曾用此法燒結300mm厚爐底，總燒結時間為21h。合成鎂砂成分為：MgO62%~64%，SiO₂<2%，CaO≤9%，A1₂O₃<1%，Fe₂O₃25%。粒度組成為<3mm的占50%，<lmm的占50%。

酸性平爐爐底的燒結和冷打結

對於酸性平爐，爐底更是熔煉室的關鍵部位。最常用的是高溫燒結法，有時也用冷打結法。爐底厚度一般為170~200mm。高溫燒結用的酸性材料有天然矽砂(含SiO₂95%~98%，粒度約為0.3~1.6mm)、石英砂、酸性返回渣等。由於爐底的主要成分是SiO₂，隨著溫度的變化SiO₂發生同質異形體轉變，會引起其性質(體積)的改變，因此正確的燒結或打結操作制度對爐底的維護具有極其重要的意義。由於爐底在煉鋼過程直接參與反應，因此會受到嚴重的侵蝕，同時其成分也將發生變化。冶煉每爐鋼爐底約會被侵蝕1.5%~2.5%。故每次出鋼後對爐底均須仔細加以燒補。