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      高爐用出鐵溝澆注料的性能特點

      • 來源:鑫富華耐火材料廠
      • 發布日期:2020-09-29

      Al2O3-SiC-C質鐵溝澆注料作為高爐出鐵溝的內襯材料,其使用壽命受到較多因素的影響。鐵溝澆注料在使用時,鐵溝內襯會反復受到高溫鐵水和爐渣的經過,這種急冷急熱的溫度變化產生的熱沖擊容易造成鐵溝料的熱震損毀;同時高溫鐵水的沖刷會造成鐵溝澆注料的磨損剝落;而高溫熔渣的滲透和侵蝕導致澆注料不斷溶解發生損毀。此外,鐵溝澆注料中的含碳物質在高溫下與空氣接觸會發生氧化。以下針對這幾個方面的損毀機理進行分析。

      鐵溝澆注料的體積收縮損毀

      鐵溝澆注料在高溫下使用時由于低熔物的生成內部會出現液相,而液相會促進澆注料的燒結,使其發生體積收縮。在長期的使用過程中,澆注料的體積收縮會一直伴隨,當收縮到達一定程度時會使得澆注料發生損毀。

      鐵溝澆注料的熱震損毀

      高溫出鐵時,鐵水的溫度很高,大約在1450℃~1550℃之間。由于鐵水和鐵溝的溫度差很大,高溫鐵水會對鐵溝進行強烈的熱沖擊,鐵水出鐵完畢后溫度迅速降下來,這會使得鐵溝料內部產生熱應力。一般情況下,高爐每天出鐵10~20次左右,這種反復的急冷急熱相互交替在長時間的作用下,會使得鐵溝料無法承受熱應力而破壞,致使鐵溝表面出現龜裂現象,產生熱震損毀。所以,對于研究鐵溝澆注料而言,熱震穩定性必不可少。

      鐵溝澆注料的沖刷磨損損毀

      高爐在出鐵時,鐵水的流速非???,當較高速度和流量的鐵水沖擊到鐵溝料上時,會對鐵溝料造成強烈的沖刷作用。鐵溝料在受到鐵水沖刷時,基質首先受到磨損,進而骨料因突出而掉落。因此鐵溝澆注料需要擁有一定的常溫和高溫力學性能以及優良的抗沖刷和磨損性能,避免澆注料受到高溫鐵水沖刷時發生剝落損毀。

      鐵溝澆注料的熔渣侵蝕損毀

      熔渣對鐵溝澆注料的侵蝕過程主要是熔渣向澆注料中的侵入和溶解過程。高爐熔渣中含有CaO、Si02和Fe203等物質,它們可以與澆注料中的Al2O3反應生成鈣長石和鈣鋁黃長石等低熔點鋁硅酸鹽,導致澆注料不斷發生溶解損毀。熔渣對澆注料的溶解主要包括三個方面。

      1.單純的溶解反應:熔渣與澆注料之間僅發生物理溶解,而不存在化學反應。

      2.反應溶解:澆注料與熔渣在交界處發生化學反應,生成的低熔物質溶解到渣中,改變了澆注料和熔渣的化學組成。

      3.變質溶解:熔渣通過氣孔或者液相擴散侵入到澆注料的內部,使得澆注料的內部結構發生質變而溶解。

      熔渣溶解鐵溝澆注料的過程主要是反應溶解和變質溶解,熔渣對澆注料的侵蝕取決于兩者的反應速率。當熔渣和澆注料的反應速率較快時,生成的低熔點物質較多,這些低熔物將致使澆注料受到熔渣的嚴重溶蝕和滲透;反之當澆注料與熔渣的反應速率較慢時,低熔物的生成物減少,熔渣對澆注料的溶蝕性減弱。由于澆注料中存在氣孔,熔渣會利用氣孔滲透到澆注料的內部,擴大反應的深度,加速澆注料的損毀。熔渣對澆注料的侵蝕與氣孔率呈正相關,當澆注料的氣孔較多時,熔渣的侵蝕程度大,基質在受到侵蝕后,骨料顆粒容易受到沖蝕脫落。所以澆注料應具有較高的致密性以抵抗熔渣的侵蝕。

      鐵溝料的氧化損毀

      Al203-SiC-C質鐵溝澆注料中含有C,C的潤濕性較差,不易與鐵水和爐渣等發生反應,可以減緩熔渣對澆注料的溶蝕。但C在高溫下很容易發生氧化,生成的揮發物使得澆注料致密性和強度下降;同時C氧化后形成脫碳層,致使爐渣對澆注料的侵蝕加劇。為了抑制澆注料中含碳材料的氧化,一般加入少量的抗氧化劑。

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