礦熱爐“冷凝”爐襯技術(shù)的研究方向
礦熱爐“冷凝”爐襯與高爐爐襯的長壽理念類似，都是通過凝固殼來實(shí)現(xiàn)爐襯的自保護(hù)，所以借鑒高爐爐襯長壽技術(shù)發(fā)展礦熱爐“冷凝”爐襯技術(shù)是通常的思路，而生產(chǎn)實(shí)踐表明，礦熱爐“冷凝”爐襯有其自身的特殊性，表述如下：
１）在礦熱爐的爐缸部分，鐵水和爐渣交替存在。在出鐵之后，爐渣和爐料下沉占據(jù)爐缸。由于爐殼的冷卻作用，爐渣凝固于爐襯內(nèi)表面形成冷凝殼。隨著冶煉的進(jìn)行，鐵水液面上升，充滿爐缸并侵蝕掉部分凝固渣殼。當(dāng)鐵水排除后，凝固渣殼會(huì)由于冷卻的作用變厚，這一過程是“自保護(hù)”層厚度的動(dòng)態(tài)變化過程。因此，礦熱爐爐缸的熱平衡不同于高爐，高爐是鐵水長期存在于爐缸，爐缸傳熱模型可近似為穩(wěn)態(tài)，監(jiān)測(cè)高爐爐襯通常將1150℃等溫線作為侵蝕邊界，即以此為依據(jù)，而監(jiān)測(cè)礦熱爐“冷凝”爐襯以鐵水凝固溫度的等溫線作為侵蝕邊界是否合適，尚需進(jìn)一步探討。
２）埋設(shè)在“冷凝”爐襯之中的熱電偶存在測(cè)溫不準(zhǔn)的技術(shù)障礙。國外文獻(xiàn)報(bào)道的礦熱爐“冷凝”爐襯也采取熱電偶測(cè)溫的方法進(jìn)行監(jiān)測(cè)，然而國內(nèi)廠家的實(shí)際情況是熱電偶的溫度值不穩(wěn)定，嚴(yán)重時(shí)波動(dòng)范圍在50-100℃之間。這主要是由于礦熱爐電極的交變磁場產(chǎn)生的電勢(shì)與熱電偶的熱電勢(shì)疊加所致，而高爐爐襯測(cè)溫中則不存在該現(xiàn)象，這給礦熱爐爐襯侵蝕監(jiān)測(cè)帶來巨大障礙。因此，熱電偶的抗干擾技術(shù)應(yīng)受到鐵合金工程技術(shù)和科研人員的重視。
３）針對(duì)不同鐵合金產(chǎn)品提出相應(yīng)的爐襯砌筑材料和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。高爐長壽爐襯主要以炭質(zhì)材料作為爐襯的主體，冶煉錳鐵的“冷凝”爐襯也是以炭磚為主體，而冶煉鎳鐵的“冷凝”爐襯則是由鎂磚、高鋁磚和鎂鉻磚所組成。冶煉低碳的鐵合金產(chǎn)品是否都應(yīng)避免使用炭磚砌筑爐襯需進(jìn)行深入研究，為冶煉不同鐵合金產(chǎn)品搭配不同爐襯結(jié)構(gòu)提供理論依據(jù)。
４）結(jié)合礦熱爐冶煉特性和熱電偶數(shù)據(jù)構(gòu)建監(jiān)測(cè)爐襯侵蝕的相關(guān)數(shù)學(xué)模型。在利用熱電偶測(cè)溫監(jiān)測(cè)高爐爐襯的眾多計(jì)算方法中，常見的是求實(shí)測(cè)溫度和計(jì)算溫度之間差的榮盛耐材小平方，達(dá)到優(yōu)化過程收斂。除監(jiān)測(cè)模型之外，需考慮出渣出鐵的變化情況、焦炭的孔隙度、煤氣氣壓的下降、死料柱的狀態(tài)和鐵水的流動(dòng)狀態(tài)等來驗(yàn)證模型的正確性。礦熱爐可結(jié)合自身特點(diǎn)，根據(jù)礦熱爐入爐功率和爐料的化學(xué)反應(yīng)熱等驗(yàn)證爐襯監(jiān)測(cè)模型。國內(nèi)已有部分研究人員針對(duì)該特性進(jìn)行了一些其他方面的探索。
