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在工業(yè)冶煉領(lǐng)域，礦熱爐是生產(chǎn)多種鐵合金和電石的重要設(shè)備。它利用三根自焙電極對(duì)爐料進(jìn)行加熱，將金屬元素從氧化物礦石中還原出來(lái)并進(jìn)行熔煉，爐內(nèi)溫度高。由于礦熱爐的工作環(huán)境極為惡劣，對(duì)耐火材料的性能要求極高，耐火澆注料作為一種重要的耐火材料，在礦熱爐中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。以下將詳細(xì)介紹適合礦熱爐使用的耐火澆注料。

一、礦熱爐對(duì)耐火澆注料的性能要求
（一）高溫性能
礦熱爐內(nèi)溫度極高，耐火澆注料需要具備高耐火度和良好的高溫強(qiáng)度，以承受高溫而不軟化、熔化或變形。例如，在靠近電弧區(qū)的爐墻和自焙電極下方的爐底等溫度較高的部位，耐火澆注料的耐火度需能滿(mǎn)足高溫環(huán)境的要求，防止發(fā)生熔蝕現(xiàn)象。一般來(lái)說(shuō)，耐火澆注料的耐火度應(yīng)在1790℃以上，以確保在高溫下能夠穩(wěn)定工作。

（二）抗熱震性
在礦熱爐的運(yùn)行過(guò)程中，溫度變化頻繁且劇烈，耐火澆注料需要有良好的抗熱震性，能夠承受溫度的急劇變化而不產(chǎn)生裂紋或剝落。例如，在礦熱爐的啟停過(guò)程中，爐內(nèi)溫度會(huì)迅速上升或下降，此時(shí)耐火澆注料如果抗熱震性不佳，就容易出現(xiàn)損壞，影響爐襯的使用壽命。

（三）抗化學(xué)侵蝕性
礦熱爐內(nèi)的爐渣、熔融金屬以及反應(yīng)氣氛等會(huì)與耐火澆注料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，因此耐火澆注料需要具備良好的抗化學(xué)侵蝕性，以抵抗這些化學(xué)物質(zhì)的侵蝕。不同鐵合金冶煉過(guò)程中爐內(nèi)環(huán)境不同，發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)也不盡相同，所以需要根據(jù)具體的冶煉工藝選擇合適的耐火澆注料。例如，礦熱爐最常用的碳質(zhì)爐襯在400℃以上即會(huì)發(fā)生氧化反應(yīng)，甚至還會(huì)發(fā)生“逆氧化現(xiàn)象”，使其內(nèi)部空化、材料毀損，因此在使用碳質(zhì)澆注料時(shí)需要采取相應(yīng)的防護(hù)措施。

（四）耐磨性
在礦熱爐的工作過(guò)程中，耐火澆注料會(huì)受到冶金原料倒入沖擊、金屬熔體和爐渣沖刷等機(jī)械作用，因此需要具備良好的耐磨性，以保持表面完整，減少磨損。例如，在出鐵口等部位，耐火澆注料受到的沖刷和磨損較為嚴(yán)重，需要選擇耐磨性好的澆注料，以延長(zhǎng)其使用壽命。

二、適合礦熱爐的耐火澆注料類(lèi)型
（一）高鋁澆注料
高鋁澆注料是以氧化鋁為主所形成的一類(lèi)材料，主要包括各種剛玉莫來(lái)石等。這類(lèi)材料具有高硬度、高耐磨的特點(diǎn)，適用于礦熱爐的一些部位。它在傳統(tǒng)配比基礎(chǔ)上，調(diào)整了顆粒級(jí)配，增添了不同的外加劑，減少了水泥用量，改善了性能，提高了中溫度強(qiáng)度和荷重硬化溫度，降低了導(dǎo)熱系數(shù)，熱穩(wěn)定性好。具有抗?jié)B透、耐腐蝕、抗沖擊、耐磨損，力學(xué)性能好，爐體結(jié)構(gòu)整體性強(qiáng)，氣密性?xún)?yōu)于磚砌爐，延長(zhǎng)爐齡，節(jié)省修爐費(fèi)用，經(jīng)濟(jì)效益明顯等優(yōu)點(diǎn)。高鋁澆注料普遍被用于電站、鍋爐、熔鑄爐、加熱爐、均熱爐、熱處理爐和感應(yīng)爐等爐襯不同部位，在礦熱爐中也可用于一些溫度相對(duì)較低、磨損較小的部位，如爐體的部分永久層或安全層。

（二）剛玉質(zhì)耐火澆注料
剛玉質(zhì)耐火澆注料以電熔剛玉為主要原料，配以多種超細(xì)分和高效添加劑復(fù)合而成。其具有強(qiáng)度高、體積穩(wěn)定性好、抗腐蝕功能優(yōu)良，不受 H?、CO 等還原性氣體影響等特性。適用于循環(huán)流化床鍋爐、冶金、石油化工、火電等行業(yè)領(lǐng)域，在礦熱爐中，可用于溫度較高、對(duì)耐火性能和抗侵蝕性能要求較高的部位，如靠近電弧區(qū)的爐墻等。剛玉質(zhì)耐火澆注料的耐火度通常在1800℃以上，能夠承受高溫環(huán)境的考驗(yàn)，同時(shí)其抗化學(xué)侵蝕性和耐磨性也能滿(mǎn)足礦熱爐的工作要求。

（三）碳化硅澆注料
碳化硅澆注料具有良好的導(dǎo)熱性能、耐侵蝕性和耐磨性。碳化硅的組成是 SiC，它是一種共價(jià)鍵化合物，擁有結(jié)合力強(qiáng)、熔點(diǎn)高、硬度高、強(qiáng)度高、膨脹率低、導(dǎo)熱系數(shù)高、導(dǎo)電率高、化學(xué)穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)，是耐火材料的良好選擇。在礦熱爐中，碳化硅澆注料可用于出鐵口、爐底等部位，能夠有效抵抗金屬熔體和爐渣的沖刷和侵蝕。例如，在一些礦熱爐的出鐵口采用碳化硅澆注料，可顯著提高出鐵口的使用壽命，減少維修次數(shù)。但需要注意的是，碳化硅爐眼磚并不適用于所有的鐵合金出鐵口，如鉻鐵礦熱爐的毀損同樣發(fā)生在出鐵口，但是碳化硅爐眼磚在鉻鐵爐中會(huì)被快速侵蝕，并無(wú)使用優(yōu)勢(shì)。

（四）鋼纖維澆注料
鋼纖維澆注料采用特級(jí)鋁礬土熟料作骨料，以?xún)?yōu)質(zhì)礬土熟料及剛玉細(xì)粉作基質(zhì)，以超微粉等多種復(fù)合材料為結(jié)合劑和添加劑，外加不銹鋼耐熱纖維配制而成。該產(chǎn)品除具有常規(guī)的低溫耐磨損性能外，因在其配料中加入了一定數(shù)量的耐熱不銹鋼纖維，避免了材料中骨料與基質(zhì)在低溫狀態(tài)下產(chǎn)生的漲差，以及在啟停爐時(shí)產(chǎn)生的溫度梯變化所產(chǎn)生的應(yīng)力而導(dǎo)致?tīng)t墻毀壞。同時(shí)，由于鋼纖維的加入，使材料澆注后爐墻整體強(qiáng)度大大加強(qiáng)。在礦熱爐中，鋼纖維澆注料常用于爐膛出口及側(cè)墻、頂部、旋風(fēng)分離器頂、返料器等部位，能夠提高這些部位的抗熱震性能和整體強(qiáng)度。

（五）鎂質(zhì)澆注料
鎂質(zhì)澆注料以鎂質(zhì)材料為主，具有較高的耐火度和良好的抗堿性渣侵蝕能力。其荷重軟化溫度為 1550℃左右，在一些冶煉過(guò)程中，當(dāng)爐渣呈堿性時(shí)，鎂質(zhì)澆注料是一種合適的選擇。例如，在低碳錳鐵和中低碳鉻鐵的冶煉中，爐渣呈堿性，可采用鎂質(zhì)澆注料作為爐襯材料。但鎂質(zhì)澆注料在使用溫度高于其荷重軟化溫度時(shí)，會(huì)處于軟熔狀態(tài)，加速爐渣和熔融合金對(duì)它的化學(xué)侵蝕，因此在使用時(shí)需要注意控制溫度。

三、不同部位的耐火澆注料選擇
（一）爐底
爐底是礦熱爐中承受壓力和溫度較高的部位，同時(shí)還受到爐渣、金屬熔體和反應(yīng)氣體的侵蝕。因此，爐底的耐火澆注料需要具備高耐火度、高強(qiáng)度、良好的抗侵蝕性和抗?jié)B透性。一般可選用碳質(zhì)或鎂質(zhì)澆注料，如碳磚/碳化硅磚具有高溫耐受性好、抗侵蝕、導(dǎo)熱性能好的特點(diǎn)；鎂碳磚化學(xué)穩(wěn)定性好，適合高溫區(qū)域。為了提高爐底的使用壽命，還可以采用整體搗打成型的方式，減少耐火磚間的砌縫，降低爐襯滲漏和爐底穿孔風(fēng)險(xiǎn)。

（二）爐墻
爐墻的工作條件也較為惡劣，需要根據(jù)不同高度的爐墻所處的工作環(huán)境選擇合適的耐火澆注料?？拷娀^(qū)和爐渣線的爐墻溫度較高，受到的侵蝕和沖刷較為嚴(yán)重，可選用剛玉質(zhì)或碳化硅澆注料；而爐墻的其他部位可選用高鋁澆注料或鎂質(zhì)澆注料。例如，在冶煉金屬硅、硅鐵、電石和硅鉻合金等時(shí)，工作層可采用碳質(zhì)爐襯；在冶煉高碳錳鐵和錳硅合金時(shí)，由于生成的爐渣呈酸性，也多采用碳質(zhì)爐襯；而在冶煉低碳錳鐵和中低碳鉻鐵時(shí)，爐渣呈堿性，可采用鎂質(zhì)爐襯。

（三）爐頂
爐頂主要承受電弧的強(qiáng)烈熱輻射和沖擊，需要具備良好的化學(xué)穩(wěn)定性和抗熱震性。高鋁磚性?xún)r(jià)比高，適用于中溫爐頂；鎂磚對(duì)堿性熔渣有較強(qiáng)的抵抗能力，具備良好的高溫耐受性和熱震穩(wěn)定性；硅磚耐熱震性好，適合不太高的溫度條件。在一些礦熱爐中，也可采用高鋁質(zhì)澆注料或高鋁質(zhì)低水泥澆注料制作爐頂預(yù)制件，以提高爐頂?shù)恼w性和使用壽命。

（四）電極孔和導(dǎo)熱部分
電極孔和導(dǎo)熱部分需要耐磨損、導(dǎo)電性能優(yōu)良，并且能承受電極工作時(shí)的熱沖擊。碳磚或石墨磚導(dǎo)電性能好，耐熱沖擊性強(qiáng)；鎂碳磚適用于高溫和電極周?chē)?。在這些部位使用的耐火澆注料需要具備良好的導(dǎo)電性和熱穩(wěn)定性，以確保電極的正常工作和熱量的有效傳導(dǎo)。