铁浴式熔融还原炉用耐火材料

铁浴式熔融还原炉的使用条件最苛刻，对耐火材料要求高。在铁浴式熔融还原炉操作过程中，炉内髙的二次燃烧率引起温度提高，二次燃烧带的炉渣层的温度可达1700?1900℃，耐火材料蚀损严重。长时间高温下装料、出铁的连续交替操作，更加剧耐火材料的损毁。低碱度(CaO/SiO2=1.2?1. 5)高FeO(4%~13%0)炉渣，对耐火材料侵蚀严重。
还原炉主要用碱性耐火材料如直接结合镁铬砖，镁白石砖和含碳耐火材料Al2O3-C砖， MgO-C砖等。以下是在5t铁浴还原炉上的初步使用结果。
(I) MgO-Cr2O3砖。镁铬砖在渣线部位使用，在通常的连续操作下，由剥落造成的蚀损较小，而主要是髙温下熔损造成的蚀损。这与镁铬砖的纯度有关，砖中SiO2等杂质成分产生液相进入炉渣反应生成低熔物，促进熔损。为提髙对熔融还原炉等低碱性渣的抗侵蚀和耐磨损性，开发了高铬质镁铬砖，砖中Cr2O3含量越高，耐侵蚀性越好。添加70%镁铬矿(MgO· Cr2O3)的砖，其跗用性是添加25%镁铬矿的1. 7倍，蚀损速度在lmm/h以下。但随着砖中熔剂成分(SiO2，Fe2O3，CaO，Al2O3)的增加，耐侵蚀性有下降趋势，为此采用以电恪镁铬砂和氧化铬组成的合成砖，提高了耐侵蚀性，同时也采用高铬铁矿为原料。但用后的镑铬砖存在环堉污染，因此无铬砖的开发和应用十分迫切。
(2) Al2O3-C砖。Al2O3-C砖的蚀损，主要是在髙温下Al2O3颗粒的熔出和基质石墨的氧化脱碳同时进行所致。研究了石墨含量与金属添加物对Al2O3-c砖耐蚀性的影响。以石墨含量10%并添加金属Al的Al3O3-C砖，抗侵蚀性能最好。
高温氧化气氛、低碱度(Ca0/Si02 = l. 2?1. 5)高FeO炉查，Al2O3-SiO-C砖的耐蚀性 不如Al2O3-C砖，MgO-Cr2O3砖的侵蚀速率最小，约是Al2O3-C砖的I/2，其次是含碳量10%的Mga-C砖，其蚀损速率比A12O3-C砖小1/5。
(3) MgO-C砖。MgO-C砖的蚀损，受炉渣温度、气氛的影响较大，尤以渣线部位，炉渣的影响更甚，当铁氧化物含量增多时，因C的液相氧化造成的蚀损加剧，渣线上部尤为严重。对高温氧化气氛、低碱度炉渣，采用电熔氧化镁的MgO-C砖，C含量从20%减至10%的效果好。
U)Al2O3-SiC-C砖，在Al2O3-C质耐火材料中加入SiC，可提高抵抗熔融还原型炉渣对耐火材料的侵蚀能力。1)添加SiC大于5%后，在铁浴中，侵蚀速率随SiC量的增加变化很小。在渣及演铁熔体中的侵蚀速率随SiC量增加直线降低。2)在铁渣共存熔体中，渣线处 Al2O3-SiC-C侵蚀速率最高，铁浴内侵蚀速率最低。随时间延长，熔体对耐火材料的侵蚀速率降低。3)加入SiC后，由于SiC与CO反应析碳而使砖内脱C速率降低。加之SiO2薄膜对 SiC的保护作用，使SiC也能稳定存在，降低Al2O3-SiO-C砖气孔率，可阻止熔体向耐火材料的渗透。