refrakter tuğlaYüksek fırın astarında kullanılan malzemeler tüm yüksek fırının ömrünün anahtarıdır. Yüksek fırının her bir parçasının çalışma mekanizmaları farklıdır, çalışma ortamları farklıdır ve fırın astarı için refrakter ateş tuğlalarının seçimi çok farklıdır.
1. Fırın tabanı
Yüksek fırın tabanı uzun süre yüksek sıcaklık ve yüksek basınç koşulları altındadır. Fırın tabanına verilen hasar iki aşamaya ayrılabilir. Fırının açılmasının ilk aşamalarında erimiş demir, tava şeklinde derin bir çukur oluşturacak şekilde tuğlaların içine nüfuz etti ve yüzdürüldü. İkinci aşama, sinterlenmiş tabakanın oluşmasından sonraki kimyasal erozyondu.
Fırın tabanı belirli bir derinliğe kadar aşındırıldığında cüruf demir erozyonu giderek zayıflar. Uzun süreli yüksek sıcaklık ve yüksek basınç altında, çukuru kaplayan refrakter tuğlalar kısmen yumuşatılır ve yaklaşık 700~1400 mm kalınlığında sinterlenmiş bir katman oluşturmak üzere yeniden kristalleştirilir. Küçük yüksek fırınlar da çoğu fırın kadar incedir. Sinterlenmiş katman erimiş demirin nüfuz etmesine karşı koyabilir. Fırın astarı hasarının ana nedeni, tuğla astarındaki SiO2'nin erimiş demir tarafından indirgenmesidir, ancak bu kimyasal erozyon hızı çok yavaştır.
2. Ocak
Fırının alt kısmı cürufun ve erimiş demirin depolandığı yerdir. Çalışma koşulları fırın tabanının üst kısmına benzer. Erimiş cürufun periyodik olarak birikmesi ve boşaltılması ve yüksek sıcaklıktaki gaz akışı nedeniyle fırın kaplamasının aşınması ana zarar verici faktörlerdir. Özellikle cüruf demiri sıklıkla cüruf ağzı ve musluk deliğinin yakınındaki fırın astarından akarak daha ciddi erozyona neden olur. Yaygın olarak kullanılan alüminyum silikat refrakter tuğlalar asidik olma eğilimindeyken fırın cürufu alkali olma eğiliminde olduğundan yüksek sıcaklıklarda kimyasal cüruf oluşumu meydana gelir ve bu aynı zamanda fırın astarı için önemli bir yıkıcı faktördür.
Ocağın üstündeki tüyer bölgesinde refrakter ateş tuğlalarının zarar görmesine neden olan ana faktör yüksek sıcaklıktır. Bu, tüm yüksek fırının en yüksek sıcaklık alanıdır ve fırın astarının iç yüzey sıcaklığı genellikle 1300~1900 dereceye ulaşır, bu nedenle tuğla astarın yüksek sıcaklık direnci ve buna karşılık gelen soğutma önlemleri çok önemlidir.
3. fırın ocağı
Fırın bosh tüyerin üzerinde bulunur. Bu kısım güçlü termal strese maruz kalır. Sadece fırın astarının iç yüzey sıcaklığı yüksek olmakla kalmaz, aynı zamanda sıcaklık dalgalanmalarının neden olduğu termal şok da çok yıkıcıdır. Aynı zamanda yukarıdan fırın ocağına düşen cürufu ve erimiş demiri de taşır ve yükün basıncı ve sürtünmesi ile büyük darbe ile birlikte yukarı doğru hareket eden yüksek sıcaklıktaki gaz akışının yüksek hızlı erozyonu, kimyasal erozyonu ve oksidasyonu Malzeme çöktüğünde kuvvet. Aslında fırın açıldıktan birkaç ay sonra buradaki fırın astarının yerini hızla katılaşmış cüruf kabuğu aldı. Normal üretim sırasında bu alan esas olarak cüruf kabuğuyla korunur. Fırın bosh cürufu kabuğunun kalınlığı çoğunlukla onlarca ila 100 mm aralığında dalgalanır.
4. fırın beli
Fırının beli fırının göbeğine yakındır ve erozyon etkisi benzerdir. Buradaki birincil cüruf büyük miktarda FeO ve MnO içerir, dolayısıyla cürufun erozyon etkisi daha belirgindir. Fırın şekline bakılırsa fırın belinin yukarı ve aşağı katlanmış köşeleri vardır, dolayısıyla hava akımı temizleme etkisi diğer parçalara göre daha güçlüdür. Kenarlar aşırı gelişmişse ve çok fazla hammadde tozu varsa, refrakter tuğlanın yıkıcı etkisi daha büyük olacaktır.
5. Fırın gövdesi
Fırın gövdesinin yüksekliği nispeten büyük olduğundan fırın gövdesinin üst ve alt kısmının astarına zarar veren faktörler de farklıdır. Fırın gövdesinin alt kısmının sıcaklığı nispeten yüksektir, dolayısıyla termal stresin etkisi daha fazladır ve ayrıca yeni oluşan cüruf sıvısı tarafından da aşındırılır. Fırın gövdesinin orta kısmındaki sıcaklık düşmüştür ve fırın astarına zarar veren ana faktör gazın ve yükün sürtünmesi ve aşınmasıdır. Bu faktörden etkilenmenin yanı sıra fırın gövdesinin üst kısmı da şarjın etkisinden etkilenir. Ayrıca karbon birikmesi ve alkali metal oksidasyonu tüm fırın tuğla kaplamasına ciddi şekilde zarar verecektir.
6. Fırın boğazı
Fırın boğazı, fırın malzemeleriyle sık sık çarpışmaya ve yüksek sıcaklıktaki tozlu kömür gazı akışı nedeniyle erozyona maruz kalır. Fırın boğazındaki fırın astarının hasar görmesi durumunda dağıtım ve gaz akış dağılımı kontrolden çıkacaktır. Silindirik şeklinin hasar görmesini önlemek için darbe direncinin iyi olması gerekir, bu nedenle fırın boğaz koruma plakası yani çelik refrakter tuğlalardır.
Yüksek fırın kaplamasının genel perspektifinden bakıldığında, fırın gövdesinin alt kısmı şu anda yüksek fırının en zayıf halkasıdır. Buradaki çalışma koşulları alt kısımdakilere göre daha iyi olsa da cüruf kabuğundan korunma olmadığından ömrü daha kısadır. Yüksek fırınlar bu kısımda sıklıkla alümina silikat refrakter astarlar kullanır ve astarlar ciddi şekilde korozyona uğrar, bu da yüksek fırının ömrünü etkileyen ana faktör haline gelir. Fırın astarını onarmak için genellikle iki büyük onarım arasında bir ara onarım gerekir.
