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出鐵溝耐火材料內(nèi)襯的損毀原因主要就是這三種 | 技術(shù)前沿
01、前沿概述
在煉鐵高爐中，其出鐵溝耐火材料消耗非?？?，可以說是高爐煉鐵系統(tǒng)內(nèi)消耗耐火材料最多的部位。其原因主要與工作層內(nèi)襯反復(fù)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(dāng)惡劣有關(guān)。尤其是主鐵溝段的耐火材料內(nèi)襯受到的侵蝕作用更甚。
以下是對(duì)出鐵溝用耐火材料損毀的具體分析：
02、鐵水和爐渣的機(jī)械沖刷磨損
出鐵溝內(nèi)襯使用時(shí)受到高速含渣鐵水流的嚴(yán)重沖刷磨損作用。出鐵溝內(nèi)襯的使用壽命與Al2O3-SiC-C澆注料的高溫抗折強(qiáng)度有密切關(guān)系，高溫抗折強(qiáng)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(qiáng)度被用作衡量澆注料的耐用性或質(zhì)量的一項(xiàng)基本性能指標(biāo)。因此，設(shè)法提高澆注料的高溫抗折強(qiáng)度，可以提高其使用壽命。
03、化學(xué)侵蝕作用
出鐵溝內(nèi)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(fā)生一系列的化學(xué)侵蝕作用(表1)，結(jié)果造成上、下渣線的局部嚴(yán)重?fù)p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(nèi)襯被爐渣浸潤(rùn)，爐渣可沿內(nèi)襯表面上升，形成很薄的一層渣膜(90~1200μm)?？諝馔ㄟ^這層渣膜進(jìn)入內(nèi)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(chǎn)生上下方向運(yùn)動(dòng)，結(jié)果造成局部損毀。
圖4示出下渣線部位的耐火內(nèi)襯的局部損毀。熔渣黏附在耐火材料內(nèi)襯的表面或滲透到內(nèi)襯耐火材料之內(nèi)，在內(nèi)襯與鐵水之間形成渣膜，耐火材料與渣膜發(fā)生反應(yīng)。如渣膜中的FeO與出鐵溝耐火材料中的SiC反應(yīng)，2FeO+SiC→SiO2+2Fe+C,使SiC顆粒氧化，促進(jìn)了耐火材料的結(jié)構(gòu)蝕損。渣膜不斷運(yùn)動(dòng)，促進(jìn)了新鮮渣補(bǔ)充渣層，同時(shí)除去了被蝕損的成分。又由于熔渣中的SiO2與鐵水反應(yīng)，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。
04、熱震損毀
熱震損毀是出鐵溝內(nèi)襯的主要損毀機(jī)理之一。出鐵溝內(nèi)襯施工后在干燥和烘烤時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)裂紋，使用過程中，反復(fù)受到500℃?1500℃溫度循環(huán)變化作用，產(chǎn)生橫向和縱向裂紋，加劇內(nèi)襯的浸透和侵蝕，如圖5所示。
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