1. La performance des matériaux réfractaires dans les parties clés du haut fourneau a une influence importante sur la durée de vie du haut fourneau
Matériau réfractaire de revêtement de haut fourneau pour résister à l'effet du choc thermique à haute température, de la charge, de l'érosion et de l'usure des gaz, de l'érosion des métaux alcalins, le four est également soumis à l'érosion des métaux chauds et des scories, au lavage. Les briques SiC à liaison SiN₄ et les briques SiC à liaison SiAlON sont largement utilisées en raison de leur résistance supérieure aux alcalis et de leur bonne résistance aux chocs thermiques, de leur résistance à l'abrasion, de leur stabilité volumique à haute température, etc. En Chine, Si₃N₄ était ₄ en combinaison avec des briques SiC pour le corps inférieur, la taille et le bosh. Alors qu'aux États-Unis et dans les pays européens, les briques SiAlON₃ étaient ₄ ₄ en combinaison avec des briques SiC pour une bonne application.
Avec le développement continu de la technologie des équipements de haut fourneau, après l'utilisation de parois de refroidissement en cuivre, le maillon limitant la durée de vie du haut fourneau se déplace progressivement de la partie inférieure du corps du four, de la taille, du ventre et d'autres zones à forte charge thermique vers le cylindre du four, et la partie du cylindre du four devient progressivement le maillon faible des performances du haut fourneau. Le cylindre du four adopte généralement la technologie composite de coupelle en céramique et de brique de carbone. Afin de prolonger la durée de vie du cylindre du four, il est essentiel d'améliorer les performances des matériaux réfractaires et de les répartir rationnellement. Le fond du foyer du haut fourneau a été érodé par le fer en fusion et les scories pendant une longue période, et il ne peut pas être réparé en raison du stockage à long terme du fer en fusion à haute température, de sorte que des exigences plus élevées sont imposées aux performances des coupelles en céramique et des briques de carbone au fond du haut fourneau.
En outre, le réfractaire de la tuyère du haut fourneau, en plus d'être lavé par un fort flux d'air, mais aussi par la forte influence du choc thermique et de l'érosion de l'atmosphère alcaline, doit souvent être réparé, voire remplacé, mais affecte également le flux vers l'avant du haut fourneau. L'état de fonctionnement de la zone d'orifice en fer est médiocre, et la brique combinée d'orifice en fer est utilisée pour correspondre au matériau du cylindre du four, y compris le carbone, le carbure de carbone-silicium semi-graphite, la mullite, le carbure de silicium, etc. Avec le développement de la fabrication du fer dans les hauts fourneaux, les réfractaires utilisés dans les hauts fourneaux sont constamment développés et appliqués, et de nombreuses nouvelles technologies de réfractaires sont apparues, qui méritent l'attention et la discussion.
2. La structure de base du haut fourneau et du processus de fusion
Le corps du haut fourneau est divisé en cinq parties de haut en bas : la gorge, le corps, la taille, le ventre et le cylindre. La température de chaque partie est la suivante : le fond du four est généralement de 1450 à 1500 degrés, la partie sole, en particulier la zone de la tuyère, est de 1700 à 2000 degrés, la zone du ventre et de la taille est de 1400 à 1600 degrés, et la partie corps du four est de 600 à 800 degrés.
Dans la production de hauts fourneaux, le minerai de fer, le coke et le fondant de laitier (calcaire) sont chargés par le haut du four, et l'air préchauffé est soufflé dans la tuyère située dans la partie inférieure du haut fourneau le long du four. À haute température, le coke (certains hauts fourneaux soufflent également des combustibles auxiliaires tels que du charbon pulvérisé, du pétrole lourd et du gaz naturel) brûle avec l'oxygène de l'air pour générer du monoxyde de carbone et de l'hydrogène, et le minerai de fer est réduit en fer pendant le processus de montée dans le four.
FIG. 2 Schéma de principe de la fabrication du fer dans un haut fourneau
3, matériaux réfractaires du haut fourneau et mécanisme d'endommagement