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    常見問題

    一包到底耐火材料損毀機理

    發布時間:2021-09-23 09:36:45 人氣:

      盡管一包到底工藝技術具有優勢,但是,卻給耐火材料帶來了諸多負面影響。與魚雷罐耐火材料相比,一包到底鐵水包耐火材料更易損毀,壽命較低,其主要影響因素有以下幾個方面:

      一是熔渣侵蝕?;瘜W分析表明,鐵渣中含有大量的CaO和FeO等氧化物?,F場取樣分析顯示,與渣相接觸的鋁碳化硅碳磚體一側,Ca濃度明顯升高。這說明渣中的Ca滲透到了渣線和包壁的磚體中;與包壁磚比較,渣線磚中的Ca滲入到磚體深度更深;滲透到磚體中的CaO與磚中的Al2O3和SiO2反應,生成低熔點的化合物鈣黃長石Ca2Al2SiO7或鈣長石CaAl2Si2O8。此外,殘磚侵蝕層內部有一定量的金屬Fe存在,預示渣中的FeO可能滲透到鋁碳化硅碳材料中,并與材料中的SiC和C成分發生了反應。上述因素會造成材料組織劣化,引起結構性剝落,由此縮短包襯使用壽命。

      二是脫硫劑化學侵蝕。脫硫劑對包襯的侵蝕的主要渠道是通過界面反應形成界面反應產物和共融物,或因反應產物熔點低而溶蝕,或因共融物共融點低而被沖刷掉,或因反應產物與包襯材質特性相異,而從包襯磚本體變質剝離,最終造成了鐵水包襯的損壞。脫硫劑化學成分以CaO為主,還含有CaF2,與鋁碳化硅碳磚中的Al2O3和SiO2的等氧化物發生反應,可能生成低熔點或低共融點的物質。顯然,CaF2與包襯中Al2O3和SiO2共融點都低于鐵水溫度,因而CaF2將對包襯有較大損害,容易造成耐火材料熔蝕。磚襯中的Al2O3和SiO2與CaO反應性較強,反應產物的熔點或共融點大多低于鐵水溫度,因此,磚襯在使用中容易受到脫硫劑的化學侵蝕而損壞。

      三是熱剝裂。加蓋和不加蓋鐵水包內的耐火材料表面溫度有較大差異。鐵水包鐵水兌入轉爐后,正??瞻鼤r間為2個多小時,鐵水包中的耐火材料表面溫度下降到了800℃~600℃,冬季會更低。此時,一旦重新裝入鐵水,耐火材料溫差將達到700℃~900℃。包襯受到強烈的急冷急熱影響,由表面和內部的膨脹差產生應變,極易造成包襯表面剝裂,進而剝落。

      四是鐵水機械沖刷或沖擊。京唐高爐出鐵擺動溜槽出口至鐵水包包底高度約為6.5米,當鐵水從擺動溜槽流出時,以自由落體方式直達包底區域,對鐵水包包底和包壁造成強烈的沖擊。

      五是渣鐵機械沖擊。為了消化庫存渣鐵,京唐公司將渣鐵粒度分為3級,除了小粒度的渣鐵供燒結配料外,中間粒度10mm~40mm的渣鐵裝袋后,在煉鋼作業區由起重機吊運袋裝渣鐵加入空鐵水包內,較大粒度40mm~200mm的渣鐵在煉鐵作業區從鐵溝加入鐵水包內。加入渣鐵的過程中,掉落的渣鐵將對鐵水包內耐火材料形成嚴重的機械沖擊。

      六是可逆熱膨脹。耐火材料一般具有可逆熱膨脹特性,即熱脹冷縮。裝滿鐵水時,鐵水包襯高度方向可能產生約40mm的膨脹量,考慮鋼殼膨脹和磚縫的吸收,其膨脹量仍然可觀;而空包時,包襯溫度降低到800℃~600℃。如此反復冷熱,可能造成包壁和渣線磚的整體結構的破壞,導致包壁或渣線出現橫向裂縫,而裂縫處極易出現鉆鐵現象,從而可能對工作襯和永久襯造成損壞,嚴重時,將導致漏包事故的發生。

      七是機械剝裂。受鋁碳化硅碳材料的熱膨脹和鋼殼輕微的變形等因素影響,鐵水包內的耐火材料會受到較大的局部擠壓力,此時包壁極易出現裂紋。


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