从冷却革新到钢水净化：窑炉领域六大前沿技术展望

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该领域将来的景象能够期待着更为多彩的发展，这方面若举例说明的话，有以下内容：
（1）新内衬冷却方式；
（2）预制装配法；
（3）喷涂砌炉；
（4）电化学防腐蚀系统；
（5）新方式的钢渣控制；
（6）钢水洁净化系统。
      内衬的冷却技术，从高炉、电炉的实际成绩看，已经迎来了成熟时期，但未开拓的部分还很多。也包括已经论述过的对加热、冷却系统内置型耐火材料的炉体构造的措施，因此不要满足于现状，要预感崭新方式的出现，通过和后面章节论述的钢渣控制技术的组合，根据情况有可能向自身内衬的方向发展。以往的内衬冷却希望的是包括内衬保护的功能，今后由于内衬的温度调节，有功能扩大的可能性，因此，根据窑炉的情况控制炉内工艺的手段，可以预想内衬的温度调整也要被有效的利用。冷却方式也不只限于现在的空冷、水冷，也存在有效利用新的冷却原理的情况。

作为砌筑方法的预制件方式，已经进行了各种实用化应用，目前现状不一定就是最合适的，这是由于以往的炉体设计并不是以预制件施工为前提的，预制件化的现状只是把令人满意的部件进行预制化。

建筑行业开始的许多领域当中，预制件方式存在质量、成本两方面有利的情况很多，操作环境的改善效果很好也已经得到了证实，砌炉操作也不例外。作为今后工作的展开，要重视以预制件化为前提的炉体结构设计和与之相适应的耐火材料的制造，但是，充分确保内衬寿命的窑炉的预制件化的需要也许很小。另外，以预制件方法为前提的话，现在的不定形内衬再转变为耐火砖内衬可能也存在对炉子有利的一面，这是由于现场施工所存在的各种问题，不定形化炉子还是较少的原因。

喷涂方法砌炉是把现在已经应用的喷涂修补进一步扩大，炉内衬的砌筑不通过耐火材料的喷涂进行，从耐火材料的成型→干燥→烧成→包装→砌炉→干燥、预热的耐火材料制造开始到砌炉点火为止的一系列工序，以一个工序完成。

     喷涂成型形态中的耐火砖和水口的成型等已经从1970年开始在各国进行了尝试和研究。另外，通过喷涂方法进行修补已经生产化应用。在喷涂效率方面，开发了6t/h规模的喷涂装置（转炉用），我们认为喷涂砌筑法的实现有充分的可能性。

但是，为了使用这种工艺方法必须解决的技术障碍却不少，首先，能够喷涂的耐火材料材质上存在制约。至少是在目前现状的技术的延长线上以非氧化物系复合的材质（比如镁砖）不得不从对象中除外，另外，施工后内衬的保温技术也变得很重要，其他方面，存在着各种技术手段，最初是从喷涂砌炉极为容易的设备入手，或是现状的反复喷镀修补技术作为超长寿的炉衬施工法向前发展。

其次的电化学耐火材料防腐蚀系统，可以说是既古老又新的题目。

耐火材料和高温融体（金属、玻璃、渣等）之间形成电池，所产生的电动势现象已经从20世纪50年代得到了证明（表9-2）。从60年代开始就有报告指出：由于耐火材料的这些熔融体的侵蚀反应中与电化学的机理的相关性，1972年在英国举行了有关耐火材料电化学侵蚀的讨论会。

利用这种电化学现象，用来测定电动势及极性，首先尝试了耐火材料的耐侵蚀性的事先评价，耐火材料形成阴极时侵蚀性小，这种情况是以玻璃熔融体为对象的，通过加入反向电压，作为防止玻璃熔融体的侵蚀而保护耐火材料的技术，取得了以下的专利。

「耐火材料的电保护法」美国专第 3242060，Compagnie de saint-Gobain（法国）
「与熔融硅酸盐及熔融玻璃相接触的耐火材料的侵蚀为电保护的方法。

具体地说，对于熔融硅酸盐保护ZrO2基质耐火材料的情况下，上述熔融体中设置不被侵蚀的电极，由此把上述耐火材料与电接触的两者之间加上直流电压，把耐火材料对于熔融盐及电极来讲作为阴极的保护方法。

作为熔融盐的硅酸钠，耐火材料为熔融氧化锆耐火砖，温度为1200℃、防侵蚀电极Pt的情况下Pt电极为阳极，氧化锆耐火砖和阴极连接，通入16mA/cm2的直流电，侵蚀程度为零」

但是，在这种防侵蚀技术的进展上没有多大变化，这是因为耐火材料的熔融体的侵蚀过程中的电化学影响因素很小的原因，因此，实现这种防侵蚀系统的成功，耐火材料的熔损反应的主体要把耐火材料的组织、组成形成电化学的结构，有进行再次研究的必要，总而言之，是所期待的新的发展的领域。

钢渣控制为已经实用的一般技术，将来存在新的钢渣控制技术出现的可能性，比如，可以考虑造渣速度很快的合成钢渣控制材质。从内衬冷却系统的引进之间的相关性看，可以预想渣涂（层）性好的控制材质的开发。

有关连铸中间包中夹杂物除去的过滤已经在前面章节中论述过，这种钢水净化系统的重要性将会越来越高，非金属夹杂物中没有必要限定净化的对象。作为适应今后的需要，钢水净化系统要采取相应的措施，净化的原理也要根据各种物质的状况使用。新的净化技术原理有可能出现，在这些钢水净化系统当中，耐火材料的何种机能能够扮演重要的角色，将是意味深长的课题。