1. إن أداء المواد المقاومة للحرارة في الأجزاء الرئيسية من الفرن العالي له تأثير مهم على عمر الفرن العالي
تتميز بطانة الفرن العالي بمواد مقاومة للحرارة لتحمل تأثير الصدمات الحرارية عالية الحرارة والشحنة وتآكل الغاز والتآكل وتآكل المعادن القلوية، كما يتعرض الفرن أيضًا لتآكل المعدن الساخن والخبث والغسيل. تُستخدم طوب Si N₄ Bonding SiC وطوب SiAlON Bonding SiC على نطاق واسع نظرًا لمقاومتها العالية للقلويات ومقاومتها الجيدة للصدمات الحرارية ومقاومة التآكل واستقرار حجم درجات الحرارة العالية وما إلى ذلك. في الصين، كان Si₃N₄ ₄ في تركيبة مع طوب SiC للجسم السفلي والخصر والجزء السفلي من الجسم. بينما في الولايات المتحدة والدول الأوروبية، كان طوب SiAlON ₃ ₄ ₄ في تركيبة مع طوب SiC للتطبيق الجيد.
مع التطور المستمر لتكنولوجيا معدات الفرن العالي، بعد استخدام جدار التبريد النحاسي، يتحول الرابط المحدد لعمر الفرن العالي تدريجيًا من الجزء السفلي من جسم الفرن والخصر والبطن ومناطق الحمل الحراري العالية الأخرى إلى أسطوانة الفرن، ويصبح جزء أسطوانة الفرن تدريجيًا هو الرابط الضعيف في أداء الفرن العالي. عادة ما تعتمد أسطوانة الفرن على تقنية مركبة من الكأس الخزفي والطوب الكربوني. من أجل إطالة عمر أسطوانة الفرن، يعد تحسين أداء المواد المقاومة للحرارة والتخصيص العقلاني هو المفتاح. لقد تآكل الجزء السفلي من موقد الفرن العالي بسبب الحديد المنصهر والخبث لفترة طويلة، ولا يمكن إصلاحه بسبب التخزين الطويل الأجل للحديد المنصهر عالي الحرارة، لذلك يتم طرح متطلبات أعلى لأداء الكأس الخزفي والطوب الكربوني في الجزء السفلي من الفرن العالي.
بالإضافة إلى ذلك، فإن أنابيب الفرن العالي المقاومة للحرارة بالإضافة إلى غسلها بتدفق هواء قوي، ولكن أيضًا بالتأثير القوي للصدمة الحرارية وتآكل الغلاف الجوي القلوي، غالبًا ما تحتاج إلى الإصلاح، وحتى تحتاج إلى الاستبدال، ولكنها تؤثر أيضًا على التدفق الأمامي للفرن العالي. حالة عمل منطقة فتحة الحديد سيئة، ويتم استخدام الطوب المركب لفتحة الحديد لمطابقة مادة أسطوانة الفرن، بما في ذلك الكربون وكربيد السيليكون الكربوني شبه الجرافيت والموليت وكربيد السيليكون وما إلى ذلك. مع تطور صناعة الحديد في الفرن العالي، يتم تطوير وتطبيق المواد المقاومة للحرارة المستخدمة في الفرن العالي باستمرار، وظهرت العديد من تقنيات المواد المقاومة للحرارة الجديدة، والتي تستحق الاهتمام والمناقشة.
2، الهيكل الأساسي لفرن الصهر وعملية الصهر
ينقسم جسم الفرن العالي من الأعلى إلى الأسفل إلى خمسة أجزاء: الحلق والجسم والخصر والبطن والأسطوانة. درجة حرارة كل جزء هي: الجزء السفلي من الفرن عمومًا 1450 ~ 1500 درجة، وجزء الموقد، وخاصة منطقة التوير، 1700 ~ 2000 درجة، ومنطقة البطن والخصر 1400 ~ 1600 درجة، وجزء جسم الفرن 600 ~ 800 درجة.
في إنتاج الفرن العالي، يتم تحميل خام الحديد والفحم وخبث الحديد (الحجر الجيري) من أعلى الفرن، ويتم نفخ الهواء المسخن مسبقًا في أنبوب يقع في الجزء السفلي من الفرن العالي على طول الفرن. عند درجات الحرارة المرتفعة، يحترق الفحم (تنفخ بعض أفران الصهر أيضًا الوقود المساعد مثل الفحم المسحوق والنفط الثقيل والغاز الطبيعي) مع الأكسجين في الهواء لتوليد أول أكسيد الكربون والهيدروجين، ويتم اختزال خام الحديد إلى حديد أثناء عملية الرفع في الفرن.
الشكل 2 مخطط تخطيطي لصناعة الحديد في الفرن العالي
3، المواد المقاومة للحرارة في فرن الصهر وآلية الضرر