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高鋁磚耐火材料損毀機(jī)理

發(fā)布時(shí)間:2015/4/1 13:44:45 點(diǎn)擊率: 來源:admin 作者:榮盛耐材
高鋁磚耐火材料的損毀機(jī)理與耐火材料的化學(xué)成分、礦物結(jié)構(gòu),煉鋼工藝過程等一些十分復(fù)雜的因素有密切關(guān)系,因此要在理論上完全說清楚幾乎是不可能的。幾十年來,人們對煉鋼熔體與耐火材料之間的高溫物理化學(xué)反應(yīng)做過大量的研究,但是現(xiàn)在所能作出的結(jié)論,也還只是宏觀的或是經(jīng)驗(yàn)性的。歸納起來損毀的原因大致分成四類:

  ①機(jī)械沖擊和磨損;

  ②耐火材料高溫溶解;

  ③高溫溶液滲透;

  ④高溫下氣相揮發(fā);

  其中以②,③兩項(xiàng)被認(rèn)為是基本的損毀原因,所做的研究工作也多。

  轉(zhuǎn)爐渣的成分主要為CaO,SiO2,F(xiàn)eO等,當(dāng)爐渣堿度偏低時(shí),對以CaO,MgO為主要成分的爐襯耐火材料侵蝕嚴(yán)重,爐襯壽命降低;相反,當(dāng)爐渣堿度較高時(shí),對爐襯的侵蝕則較輕微,爐襯壽命也相對有所提高。這導(dǎo)致煉鋼工藝中造渣技術(shù)的變革,采用輕燒白云石造渣,結(jié)果爐襯壽命有較大幅度的提高。爐渣中含有氟離子、金屬錳離子等時(shí),或者熔池溫度升高到l700℃以上,溶液的粘度會急驟下降,爐襯的損毀速度加快,壽命大幅度降低。所以轉(zhuǎn)爐鋼水溫度偏高,會使?fàn)t襯壽命相應(yīng)降低。

  溶液滲入耐火材料內(nèi)部的成分包括:渣中的CaO、SiO2、FeO;鋼液中的Fe、Si、Al、Mn、C,甚至還包括金屬蒸氣、CO氣體等。這些滲入成分沉集在耐火材料的毛細(xì)孔道中,造成耐火材料工作面的物理化學(xué)性能與原耐火材料基體的不連續(xù)性,在轉(zhuǎn)爐操作的溫度急變下,出現(xiàn)裂紋、剝落和結(jié)構(gòu)疏松,嚴(yán)格地說這個(gè)損毀過程要比溶解損毀過程嚴(yán)重得多。

  因此,要降低溶液對耐火材料的滲透,措施有:a.應(yīng)降低爐襯耐火材料的氣孔率和氣孔的孔徑;b.在耐火材料中加入與溶液不易潤濕的材料,如石墨、碳素等;c.嚴(yán)格控制溶液的粘度,即控制冶煉強(qiáng)度、控制出鋼溫度等。

  由爐襯材料的抗渣侵蝕性試驗(yàn),可得出鎂碳磚的渣浸蝕過程為:石墨氧化→方鎂石相被渣中SiO2、Fe2O3侵蝕→反應(yīng)生成的低熔物被熔失。

  在含碳爐襯的耐火材料中,隨著碳含量的增加抗渣侵蝕性會有提高,但不是碳含量越高越好,因?yàn)樘己吭礁撸趸己鬆t襯耐火材料的結(jié)構(gòu)越疏松,使用效果會變差。

  通過從大量的抗渣試驗(yàn)研究和轉(zhuǎn)爐實(shí)際操作可以得出一些爐襯耐火材料抗侵蝕性的認(rèn)識:

  (1)鐵水成分對爐襯耐火材料壽命有顯著影響,特別是硅、磷、硫的含量。

  (2)轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)溫度過高將導(dǎo)致爐襯壽命降低,特別是當(dāng)終點(diǎn)溫度在1700℃以上,每提高10℃,爐襯耐火材料的侵蝕速率都會有顯著增加。

  (3)提高爐渣堿度有利于降低爐渣對堿性耐火材料的侵蝕。

  (4)提高渣中MgO含量,可以降低爐渣對爐襯耐火材料的侵蝕。

  (5)提高渣中FeO含量會導(dǎo)致爐襯耐火材料侵蝕加劇。

  (6)轉(zhuǎn)爐吹煉初期,渣堿度比較低,對爐襯侵蝕嚴(yán)重,應(yīng)采用白云石造渣,使渣中MgO含量接近飽和狀態(tài)。

  (7)螢石對爐襯也有侵蝕,因此應(yīng)盡量降低螢石的加入量。

  (8)白云石、鎂白云石耐火材料中,MgO的抗渣侵蝕性要優(yōu)于CaO,但是有CaO存在可以提高耐火材料的高溫?zé)崴苄院涂乖鼭B透性。

  (9)要求爐襯耐火材料的原料有較高的純度,如鎂白云石砂要求雜質(zhì)總量SiO2+A12O3+FeO小于3%;其他如電熔鎂砂、石墨等也有類似要求。


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