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高炉的耐火砖衬围破坏的原因
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高炉的耐火砖衬围破坏的原因
 
高炉的耐火砖衬围砌成锻炼空间,所以它是出产操作时的作业外表,遭到多种要素的损坏,归纳起来分为两大类:
 
1、由高炉锻炼进程本身特色断定的且是接连效果的要素;
 
2、结构出产要素。
 
前者是***位的,后者是第二位的。规划者和出产者应尽量战胜第二类要素的效果,减轻***类要素的效果。
 
存在问题的原因及解决办法
 
归于***类的要素有温度效果、机械冲刷与磨损、炉料带入的碱金属和其他元素与砖衬的化学效果以及析碳反响和锌的堆积等。归于第二类的要素有规划的炉墙结构不合理、所用耐火材料质量差、筑炉质量差和操作不妥(如边际气流过火开展、结瘤、边际管道)等。
 
原因一:温度效果
 
高炉炼铁是高温火法冶金,风口焚烧带构成的高温煤气上升时有恰当一部分是沿炉墙运动的,研讨标明,耐火砖内衬外表的温度挨近流过的煤气温度,相差20~50℃。高温对耐火砖衬的损坏表现为:
 
(1)熔蚀。当边际气流过火开展而使用荷重软化温度低的残次耐火材料时,若高温超越其答应温度则会使耐火砖内衬熔蚀。
 
(2)热应力。耐火砖作业热面温度挨近边际煤气流温度,而另一端有冷却器冷却,温度低,两头的温度差在400℃以上,并且陶瓷质耐火砖的导热性差。这样就在砖衬内发作很大的热应力,高时可达40MPa;在与冷却器触摸的当地,砖衬的径向压力(辐射状)达15~16MPa。热面部分的耐火砖衬在高温效果下发作胀大而倾向于移动(相对于加热较低的冷端),成果在热、冷鸿沟处发作很高的弯曲应力和剪应力。当这些力超越耐火砖的拉仲强度时,构成环形裂缝,在其他要素一起作刖下发作掉落。炉缸壁炭砖层的中部发作脆裂带,从炉身下部耐火砖中沿作业热而发作平行的裂纹就是典型的实例。
 
(3)热震。热震是耐火砖遭受非安稳的热应力而被损坏的现象。这种现象频频发作在边际气流剧烈动摇,特别是突发性和大幅度的动摇时。温度高时,耐火砖体内发作很高的热应力,跟着煤气流的减小,耐火砖外表的温度逐步降低。这样反复发作就在耐火砖内发作龟裂,***终开裂:影响热震损坏的要素主要是温度的动摇和耐火砖衬的抗热震功能,一般来讲,碳质耐火砖的抗热震功能好
 
原因二:机械冲刷与磨损
 
机械冲刷与磨损是指炉缸内渣铁活动对炉缸壁的冲刷、焚烧带构成的煤气带着粉末向上运动时对炉墙炉衬的磨损以及从炉顶装入炉内的炉料在下降进程中对炉衬的磨损。
 
(1)炉缸内渣铁活动的冲刷。前已述及,焦炭柱(死料柱)浸埋在炉缸积存的渣铁中,有两种情况:一种是焦柱深埋在铁口中心线以下的部分,更挨近于炉底;另一种是炉缸铁水浮力大,使焦柱漂浮在铁口中心线以上。
 
出铁时,渣铁流是有势流,以出铁口为中心点,渣铁流朝向其活动,由于浸埋的焦柱底部呈球状突起,渣铁流活动时边际焦炭少、阻力小,因此渣铁流沿炉缸壁做湍流运动。铁水流对炉缸壁的冲刷,再加上碳未饱满的铁水对炭砖的渗碳溶蚀,构成炉缸内衬与炉底砖触摸的角部严峻腐蚀(即所谓的象脚状或蒜头状腐蚀)。
 
近年来,在炉缸没计中经过加大死铁层厚度来添加铁水的浮力,使焦柱尽可能漂浮到挨近铁口中心线或以上方位,添加铁水从死料柱下面经过的量,以减轻铁水环流量及其对炉缸壁的冲刷。
 
别的,在出铁作业中要恰当控制出铁速度,由于出铁后期出铁口直径变大,铁水流速添加,而跟着出铁进程的进行,炉缸内铁水削减,焦柱下降,焦柱下经过的铁水量削减,边际铁水流量增大,冲刷程度加剧。
 
(2)炉身部位的磨损。装入炉内的炉料对炉墙的冲突既添加了炉料下降的阻力,也对炉墙砖衬发作磨损损坏效果,严峻的是上部,由于炉型的改变减轻了这一效果。但与此一起,从焚烧带上升的煤气带着粉末向上运动时发作的冲刷和磨损损坏效果都有所添加。
 
机械冲刷与磨损的损坏效果占悉数损坏的份额在10%左右。
 
原因三:化学腐蚀
 
化学腐蚀分为两类:一类是FeO和MnO含量高的初渣的腐蚀;另一类是碱金属氧化物和氟化物的腐蚀。前者主要发牛在炉身出现初渣的部位,而后者则殃及整个炉子的砖衬。后者的损坏效果超越前者数倍。
碱金属氧化物的损坏效果表现在以下三个方面:
 
(1)碱金属氧化物与耐火砖中的SiO2反响构成低熔化温度的化合物,其成果或是将炉衬损坏,或是构成炉瘤的根,成为损坏炉衬的重要原因之一。
 
(2)碱金属氧化物与耐火砖中莫来石(3A12O3·2SiO2)反响构成钾霞石(K2O·A12O3·2SiO2)白榴石(K2O·A12O3·4SiO2),一起随同有30%~50%的体积胀大,后果是构成炉衬掉落。
 
(3)碱金属与炭砖中的碳反响构成有机物(例如KnCm),使炭砖变得疏松,在铁水浸透效果和环流运动下炭砖被损坏。
 
碱金属损坏效果是砖衬损坏的***主要原因,其占悉数损坏的份额达40%左右。
 
耐火砖批发
 
原因四:析碳反响及Zn、SiO等的效果
 
析碳反响(2CO=CO2+C)在高炉内开始于340~370℃,而在500~700℃范围内很多发作并伴跟着体积胀大(6cm3/mol),从而在耐火砖衬的空地中发作很大压力,导致耐火砖衬破损。更为严峻的是,复原出来的金属Fe、Zn、Ni、Co和碱金属及其氧化物等都是这个反响的催化剂,加剧了析碳反响的损坏效果。
 
Zn和SiO的损坏效果是在炉衬及管道内结瘤。
 
析碳反响和Zn、SiO的损坏效果仅次于碱金属氧化物,其占悉数损坏的份额在20%左右。
 
原因五:结构性要素的效果
 
砖衬损坏的重要要素之一是规划和缔造的炉墙结构不合理。典型的比如是炉底砖衬漂浮,炉身砖衬的支撑元件欠好乃至无支撑元件,导致上部炉衬掉落,使这些炉衬还没有发挥应有的效果就遭到损坏。
 
耐火材料质量差和建炉质量欠好为***类损坏要素的效果发明了条件,例如,耐火砖的孔隙率大、砌砖的缝隙大为碱金属氧化物、析碳反响等发明了反响场所。
 
操作中边际气流过火开展会使炉墙作业热面温度过高,为温度效果发明了条件,使砖砌过早掉落。
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