矿热炉“冷凝”炉衬技术的研究方向

矿热炉“冷凝”炉衬与高炉炉衬的长寿理念类似，都是通过凝固壳来实现炉衬的自保护，所以借鉴高炉炉衬长寿技术发展矿热炉“冷凝”炉衬技术是通常的思路，而生产实践表明，矿热炉“冷凝”炉衬有其自身的特殊性，表述如下：

１）在矿热炉的炉缸部分，铁水和炉渣交替存在。在出铁之后，炉渣和炉料下沉占据炉缸。由于炉壳的冷却作用，炉渣凝固于炉衬内表面形成冷凝壳。随着冶炼的进行，铁水液面上升，充满炉缸并侵蚀掉部分凝固渣壳。当铁水排除后，凝固渣壳会由于冷却的作用变厚，这一过程是“自保护”层厚度的动态变化过程。因此，矿热炉炉缸的热平衡不同于高炉，高炉是铁水长期存在于炉缸，炉缸传热模型可近似为稳态，监测高炉炉衬通常将1150℃等温线作为侵蚀边界，即以此为依据，而监测矿热炉“冷凝”炉衬以铁水凝固温度的等温线作为侵蚀边界是否合适，尚需进一步探讨。

２）埋设在“冷凝”炉衬之中的热电偶存在测温不准的技术障碍。国外文献报道的矿热炉“冷凝”炉衬也采取热电偶测温的方法进行监测，然而国内厂家的实际情况是热电偶的温度值不稳定，严重时波动范围在50-100℃之间。这主要是由于矿热炉电极的交变磁场产生的电势与热电偶的热电势叠加所致，而高炉炉衬测温中则不存在该现象，这给矿热炉炉衬侵蚀监测带来巨大障碍。因此，热电偶的抗干扰技术应受到铁合金工程技术和科研人员的重视。

３）针对不同铁合金产品提出相应的炉衬砌筑材料和结构设计。高炉长寿炉衬主要以炭质材料作为炉衬的主体，冶炼锰铁的“冷凝”炉衬也是以炭砖为主体，而冶炼镍铁的“冷凝”炉衬则是由镁砖、高铝砖和镁铬砖所组成。冶炼低碳的铁合金产品是否都应避免使用炭砖砌筑炉衬需进行深入研究，为冶炼不同铁合金产品搭配不同炉衬结构提供理论依据。

４）结合矿热炉冶炼特性和热电偶数据构建监测炉衬侵蚀的相关数学模型。在利用热电偶测温监测高炉炉衬的众多计算方法中，常见的是求实测温度和计算温度之间差的荣盛耐材小平方，达到优化过程收敛。除监测模型之外，需考虑出渣出铁的变化情况、焦炭的孔隙度、煤气气压的下降、死料柱的状态和铁水的流动状态等来验证模型的正确性。矿热炉可结合自身特点，根据矿热炉入炉功率和炉料的化学反应热等验证炉衬监测模型。国内已有部分研究人员针对该特性进行了一些其他方面的探索。