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出鐵溝耐火材料內襯的損毀原因主要就是這三種!

發布日期: 2019-04-10 09:48:32    閱讀量(1974)    作者:王海燕

在煉鐵高爐中,其出鐵溝耐火材料消耗非常快,可以說是高爐煉鐵系統內消耗耐火材料最多的部位。其原因主要與工作層內襯反復頻繁地受到高溫鐵水和熔渣的沖刷、磨損和腐蝕作用,工作條件相當惡劣有關。尤其是主鐵溝段的耐火材料內襯受到的侵蝕作用更甚。


以下是對出鐵溝用耐火材料損毀的具體分析:


(一)鐵水和爐渣的機械沖刷磨損

出鐵溝內襯使用時受到高速含渣鐵水流的嚴重沖刷磨損作用。出鐵溝內襯的使用壽命與Al2O3-SiC-C澆注料的高溫抗折強度有密切關系,高溫抗折強度增加,侵蝕速度降低,如圖1所示。因此,澆注料的高溫抗折強度被用作衡量澆注料的耐用性或質量的一項基本性能指標。因此,設法提高澆注料的高溫抗折強度,可以提高其使用壽命。

(二)化學侵蝕作用

出鐵溝內襯使用過程中,在上渣線和下渣線部位,空氣(氧)、爐渣和鐵水與耐火材料發生一系列的化學侵蝕作用(表1),結果造成上、下渣線的局部嚴重損毀(圖2)。

圖3示出上渣線部位Al2O3-SiC-C澆注料的局部損毀。以Al2O3-SiC-C為主成分的出鐵溝內襯被爐渣浸潤,爐渣可沿內襯表面上升,形成很薄的一層渣膜(90~1200μm)。空氣通過這層渣膜進入內襯,使SiC氧化,氧化生成的SiO2溶解于渣膜中。沿渣膜的高度方向,SiO2的濃度存在著濃度差,由于表面張力的變化,爐渣產生上下方向運動,結果造成局部損毀。

圖4示出下渣線部位的耐火內襯的局部損毀。熔渣黏附在耐火材料內襯的表面或滲透到內襯耐火材料之內,在內襯與鐵水之間形成渣膜,耐火材料與渣膜發生反應。如渣膜中的FeO與出鐵溝耐火材料中的SiC反應,2FeO+SiC→SiO2+2Fe+C,使SiC顆粒氧化,促進了耐火材料的結構蝕損。渣膜不斷運動,促進了新鮮渣補充渣層,同時除去了被蝕損的成分。又由于熔渣中的SiO2與鐵水反應,SiO2+2Fe→2FeO+Si,生成新的FeO,可以不間斷地供給FeO,更加速了耐火材料的局部損壞。

(三)熱震損毀

熱震損毀是出鐵溝內襯的主要損毀機理之一。出鐵溝內襯施工后在干燥和烘烤時可能會出現裂紋,使用過程中,反復受到500℃?1500℃溫度循環變化作用,產生橫向和縱向裂紋,加劇內襯的浸透和侵蝕,如圖5所示。

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