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高爐耐火資料磨損機理及對策

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高爐耐火資料磨損機理及對策

發布日期:2017-11-01 作者:浙江久鑫耐火材料 點擊:

1 簡介

高爐耐火資料的磨損對高爐爐齡有決議性效果。高爐爐役時期,可以在出產時,對爐襯資料進行幾次修補。但是,爐膛區的修補工作需求中止出產。因而,高爐爐膛是十分要害的有些。

高爐爐齡不只取決于耐火資料及其功能,還取決于陶瓷風閥設計規范(冷卻設備設計,電氣機械設計)和操作規范。所以,規則了碳塊的需求。

耐火資料的磨損決議高爐爐齡。因為在高爐上部區已擬定了現代修補技能,只要風口以下觸摸爐渣和鐵水的下爐膛和爐底區在中心不能進行修補。因而, 這個區的爐襯需求高質量爐襯資料。最重要的磨損參數之一是陶瓷內筒鐵水阻力,本文解說了規范和微氣孔碳的丈量。別的,對比了微氣孔族中的不一樣資料。

2 熱化學磨損

一切磨損機理都是聯合起效果的。為非常好地了解,下面別離闡明不一樣的磨損機理。

(1)鐵水中碳溶解構成的磨損

這是難熔碳的溶解,在高爐下部不一樣溫度和活動條件下碳塊中的碳溶解在鐵水中,類似于爐料中焦炭溶解。  

(2)鐵水浸透構成的磨損

這個浸透進程更適宜在高爐下部鐵水池的高鐵水靜壓力下進行。因為碳塊的多孔性,開端溶解后開端浸透,一同資料功能開端改變。在鐵浸透后,織構破裂,線裂紋構成。連同鐵水的持久腐蝕和溫度改變,致使碳塊碎裂。在有堿金屬和鋅的情況下,它促進脆層構成。

(3)堿金屬循環構成的磨損

堿金屬以氧化物和硫酸鹽方式與爐料、焦炭一同進入高爐,并發生反響。它們在三個也許的反響中發生碳料:

☆  浸透的堿金屬氧化;

☆  把堿金屬蒸汽添入碳構造,致使局部容積添加;

☆  堿金屬與添加劑或雜質在爐襯中發生反響。

(4)氧化構成的磨損

立式冷卻壁漏水或有缺點的風口會呈現碳襯氧化。來自冷卻系統的熱鼓風或水蒸汽能致使多孔粘結基體加快磨損。因而,碳的耐磨組分將溶解,并遭到鐵水沖刷。

(5)CO分化構成的磨損

依照布氏反響,另一個磨損要素與CO分化有關。在必定的溫度條件下,將呈現碳堆積,并由此構成裂紋。

3 熱機械磨損

(1)熱應力構成的磨損

熱面處的爐襯露出于高溫之下,溫度到達1150℃。這個區的磨損遭到溫度散布和構成緊縮應力操控,它取決于爐襯的機械物理功能。要是到達臨界緊縮應力值,也許呈現裂紋和漏出。

(2)腐蝕構成的磨損

循環鐵水腐蝕爐膛側壁。此刻,出鐵辦法對循環有很大影響。不一樣的磨損外形是從“死鐵”的不一樣狀況中生成的。

由熱應力和腐蝕構成的磨損是憑借數學摸型運用計算機進行研究的范疇。這些模型按鐵水溫度和活動,斷定在不一樣條件下爐襯厚度的實踐狀況。

4 對高爐爐膛爐襯的需求

假如思考高爐下部一切的影響和相互效果,那么鐵水阻力是最重要的條件。

依照實驗成果,導熱性,λ>15W/mK時,適合于削減堿腐蝕,并改善耐熱沖擊性。經過對爐膛的充沛冷卻,絕熱“結殼”可以凍結在通常有 低導熱性的側壁爐襯上。碳塊出產者的應戰是平衡與石墨含量嚴密有關的導熱性和鐵水阻力之間的對立。自然界的石墨在鐵水中簡單溶解。依據實驗規范 ISO12987可以對導熱性進行丈量,出產結束時,碳塊出產者可以直接丈量導熱性、相應的功能,還可以測驗鐵水阻力,但實驗辦法不是規范化的。

5 鐵水阻力實驗

不一樣等級碳(規范和微氣孔)的實驗將供給有關等級碳的功能信息。

鐵水阻力實驗模仿條件:

a)挨近2%的碳構成的碳溶解;

b)旋轉鐵水試樣構成的腐蝕。

RDN是規范碳,是斷定一切實驗根底的“校準”等級。斷定了一切實驗條件后,RDN的理論預期數值是挨近20min后,鐵水溶解碳為4.5%,到達飽滿度。

試樣的外觀與溶解直到飽滿極限為止的曲線有關。微氣孔碳的溶解較少,20min后溶解速率是不行丈量的。

約2%碳時,初始含碳量擴展,是實驗辦法的缺點,它與金屬和碳粉的艱難構成有關。

在液態金屬鴻溝處觀察惰性氣體氣氛下鵝頸管短截效應。這個效應并不能徹底解說明白。據推測,機械效果以及某一局部氧化是資料強行磨損的緣由。

9RDN的3個試樣標明鐵水中的狀況十分共同,大概5min后可觀察到沒有進一步溶解。這是改善耐鐵陶瓷添加劑的成果。

鐵水實驗后,試樣上呈現相同的成果:沒有磨損,可觀察到只要一點鵝頸管短截效應。

為了對比市場上可買到的其它資料,運用共同的實驗條件是十分重要。用相同的設備處理一切等級資料,關于各個實驗只要鐵水的初始含碳量有改變。

A微氣孔樣品與9RDN的趨勢相同,可觀察到2min后挨近沒有溶解。

有一點不一樣的是鵝頸管短截效應的狀況。鵝頸管短截閃現更強。

當7RDN在全部30min時期有溶解效果時,9RDN和試樣A在30min內顯示挨近沒有溶解效果。

6 定論

(1)經過鐵水實驗,在規范碳RDN根底上進行了一系列的校準,運用陶瓷添加劑進一步改善了碳塊資料,例子了微孔性。

(2)微氣孔7RDN,作為下一代的里程碑商品,有力地改善了鐵水阻力。

(3)與7RDN相比,微氣孔9RDN現已改善了鐵水阻力

(4)微氣孔9RDN到達和試樣A微氣孔碳資料相同的規范(乃至非常好一點)。

(5)用該實驗辦法得出在理論上希望的規范碳等級的成果。

(6)微氣孔9RDN現已操控了導熱性和鐵水阻力之間的平衡,可以一同改善兩種功能,對另一個功能無負效果。


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