1 前言
混鐵爐的主要功能是均勻鐵水成分，均勻鐵水溫度，儲(chǔ)存鐵水，便于周轉(zhuǎn)。混鐵爐爐體結(jié)構(gòu)分為爐底、爐體前、后墻（出鐵口處稱前墻）以及端墻、爐頂。爐體左端墻有一個(gè)窺視孔和兩個(gè)燒嘴，右端墻有一個(gè)兌鐵口，出鐵口上端有一個(gè)燒嘴。使用過程中出鐵口、前墻渣線、后墻渣線部位侵蝕較為嚴(yán)重，出鐵口在線修補(bǔ)用噴補(bǔ)料熱補(bǔ)，因燒結(jié)不好、粘附能力差、沖刷嚴(yán)重造成掉料，材料消耗量大，使用效果不理想。因此，通過混鐵爐大修時(shí)觀察侵蝕嚴(yán)重部位，進(jìn)行優(yōu)化砌筑，提高了過鐵量和使用壽命。
2 混鐵爐殘磚侵蝕情況
混鐵爐爐襯包括保溫層、永久層、工作層，保溫層采用纖維氈、黏土磚，永久層采用澆注料，工作層采用高鋁磚和鋁碳化硅碳磚。工作層耐材損毀主要有爐渣的化學(xué)侵蝕、鐵水沖刷的機(jī)械損毀、熱應(yīng)力剝落等。
2.1 爐渣的化學(xué)侵蝕
據(jù)研究分析，混鐵爐前墻及出鐵口部位的鋁碳化硅碳磚中石墨氧化形成脫碳層,渣滲透磚中,并與其中的Al2O3、SiO2反應(yīng),形成鈣長石或橄欖石。出鐵口鋁碳化硅碳磚的侵蝕，以亞鐵渣氧化熔蝕為主，蝕損礦物主要為橄欖石、黃長石；前墻處以磚的渣蝕與滲透為主，氧化次之，蝕損礦物主要為黃長石，少量玻璃相。爐內(nèi)為氧化氣氛，爐襯耐材發(fā)生氧化侵蝕，這就要求鋁碳化硅碳磚有較好的抗氧化性能。
2.2 鐵水沖刷的機(jī)械損毀
混鐵爐爐襯耐材出鐵口、前后墻接觸鐵水部位受鐵水頻繁沖刷，以及搖爐過程中的沖刷，造成爐襯熔損和機(jī)械損毀。爐墻部位由于受到爐內(nèi)鐵水和鐵渣流的沖刷及重力作用，加之爐內(nèi)渣塊的機(jī)械沖擊，導(dǎo)致爐襯耐材承受不了機(jī)械沖刷而發(fā)生倒塌或脫落。
2.3 熱應(yīng)力剝落
爐襯內(nèi)熱態(tài)溫度下，在兌鐵時(shí)爐襯耐材溫度發(fā)生劇烈變化，從而引起熱沖擊，處于高溫的耐材受到熱膨脹應(yīng)力而形成剝落。
3 優(yōu)化砌筑
對(duì)于混鐵爐侵蝕嚴(yán)重部位和關(guān)鍵部位進(jìn)行加強(qiáng)砌筑，提高過鐵量和使用壽命。侵蝕嚴(yán)重部位主要有出鐵口通道渣線、前墻渣線、后墻渣線、兌鐵口鐵水沖刷部位。
3.1 爐底砌筑
近幾次爐底采用高鋁磚砌筑，抗鐵水侵蝕程度良好，這次依然采用高鋁磚砌筑。爐底保溫層采用纖維板+黏土磚，厚度20mm+116mm；永久層采用澆注料，可以防止?jié)B入鐵水，厚度120mm；工作層采用高鋁磚砌筑，厚度500mm。之前有砌筑兩層工作層磚，但有時(shí)會(huì)出現(xiàn)殘磚侵蝕嚴(yán)重漂浮起來，不耐使用，后改為一層砌筑。
砌筑黏土磚時(shí)，必須找到連接兩端墻的中軸線，并找到中心點(diǎn)，以爐長方向首先砌筑第一排，必須保證砌筑成直線、與爐長方向平行。砌筑時(shí)所有磚均采用火泥濕砌，爐底黏土磚砌筑好后，支模澆注永久層。砌筑高鋁磚時(shí)同樣要依據(jù)前期的中心點(diǎn)并且砌筑出第一排，按照預(yù)砌順序砌筑。
3.2 前后墻砌筑
前后墻渣線部位侵蝕較為嚴(yán)重，此處使用鋁碳化硅碳磚砌筑，渣線區(qū)域里側(cè)永久層澆注料使用稍高檔次的澆注料加強(qiáng)，防止?jié)B鐵侵蝕澆注料。爐底與前后爐墻的過渡使用翻身磚找平砌筑，采用鋁碳化硅碳磚。前后墻保溫層采用纖維板+黏土磚，厚度10mm+116mm；永久層采用澆注料，厚度90mm；工作層采用高鋁磚和鋁碳化硅碳磚砌筑，厚度500mm或600mm，采用鋁碳化硅火泥濕砌。
3.3 端墻砌筑
端墻侵蝕相對(duì)均勻，主要是兌鐵口側(cè)沖刷嚴(yán)重，需要加厚砌筑。端墻的保溫層和永久層與前后墻是一樣的，厚度根據(jù)與爐殼的距離變化而變化，永久層厚度一般在90~150mm。左端墻(窺視孔端)使用500mm的高鋁磚和鋁碳化硅碳磚砌筑。右端墻（兌鐵口端）使用600mm的高鋁磚和鋁碳化硅碳磚砌筑，在沖刷嚴(yán)重部位里側(cè)加強(qiáng)砌筑300mm左右厚度高鋁磚或鋁碳化硅碳磚。端墻高鋁磚砌筑高度和前后墻是一樣的，爐底黏土磚上放置永久層澆注料，壓實(shí)后開始砌筑端墻磚。端墻有弧度，采用直型磚和楔型磚交替砌筑。
爐墻施工關(guān)鍵點(diǎn)在于前后墻和端墻接觸的拐角處，采用咬合砌筑的方式，在咬砌時(shí)防止出現(xiàn)三角縫。前后墻與端墻四個(gè)邊的砌筑必須在同一水平面上，錯(cuò)臺(tái)無法砌筑。
3.4 出鐵口砌筑
在砌筑前墻時(shí)同步砌筑出鐵口，出鐵口跑道底部保溫層、永久層采用黏土磚和澆注料；工作層采用鋁碳化硅碳磚活底砌筑，厚度500mm。
出鐵口袖墻渣線部位和出鐵口轉(zhuǎn)角墻處侵蝕比較嚴(yán)重，袖墻使用600mm的鋁碳化硅碳磚和高檔預(yù)制塊磚加強(qiáng)砌筑，同時(shí)里側(cè)再加厚砌筑150mm鋁碳化硅碳磚。出鐵口轉(zhuǎn)角墻使用寬厚度的鋁碳化硅碳磚每層交叉砌筑，起錯(cuò)縫和加固作用。出鐵口袖墻砌墻高度在鐵水液面以上時(shí)支模澆注小拱頂。出鐵口加強(qiáng)砌筑情況如圖1和圖2所示。
3.5 爐頂砌筑
爐頂不與鐵水接觸，工作層采用高鋁磚，厚度300mm或500mm。爐頂保溫層、永久層采用輕質(zhì)黏土磚+黏土磚，厚度116mm+116mm。爐頂砌筑前檢查胎模弧度安裝角度及尺寸，要保證內(nèi)空尺寸滿足使用要求；胎模兩端與前后墻拱腳板緊密接觸，從前后墻同時(shí)開始向中間環(huán)形排砌筑高鋁磚。
4 使用情況
對(duì)侵蝕較為嚴(yán)重的部位進(jìn)行加強(qiáng)砌筑，從優(yōu)化砌筑的3個(gè)混鐵爐來看，過鐵量均超過300 萬t，使用時(shí)間20個(gè)月左右，中間只進(jìn)行一次中修，對(duì)薄弱部位進(jìn)行挖補(bǔ)和套澆。正常停爐計(jì)劃大修后，后墻渣線最薄處殘磚厚度300mm左右，前墻渣線最薄處殘磚厚度250mm左右，出鐵口爐口最薄殘磚厚度180mm左右，出鐵口渣線最薄殘磚厚度220mm左右，前墻轉(zhuǎn)角墻殘磚厚度300~400mm。
目前有兩個(gè)混鐵爐依然在線使用，過鐵量超過320萬t。中修停爐期間，后墻渣線最薄殘磚厚度在230~300mm之間，拆除小于300mm厚度的殘磚，進(jìn)行挖補(bǔ)；出鐵口渣線侵蝕嚴(yán)重部位殘磚厚度300mm，局部挖補(bǔ)。然后對(duì)出鐵口、前墻使用澆注料進(jìn)行套澆修復(fù)，后墻渣線處進(jìn)行冷噴補(bǔ)修復(fù)。爐底、端墻、袖墻接觸鐵水液面下部侵蝕均勻，侵蝕厚度約200~250mm，爐頂基本沒有侵蝕。整體侵蝕情況良好，只有前墻、出鐵口、后墻渣線區(qū)域侵蝕較為明顯，說明優(yōu)化砌筑較為理想，混鐵爐過鐵量和使用壽命有較大提升。
5 總結(jié)
采用鋁碳化硅碳磚和高鋁磚砌筑混鐵爐，優(yōu)化砌筑薄弱部位，中間只中修1次，過鐵量提高到了320萬t以上，比之前提高40萬t左右，使用壽命比之前延長5個(gè)月左右，較大提高了煉鐵效率，混鐵爐使用壽命也有較大提升。