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铁水包、鱼雷罐用耐火材料的现状及侵蚀损毁作用分析

2023-09-08访问量:5831


铁水包、鱼雷罐用耐火材料的现状及侵蚀损毁作用分析


目前,铁水预处理主要在鱼雷罐、铁水包、高炉出铁沟、专用炉等设备中进行。用于“三脱”的预处理剂均是高碱度,强氧化性,低熔点物质,对耐火材料具有较强的侵蚀作用。如使用石灰系(CaO-CaF2-FeO)处理剂时,Al2O3骨料与CaO和CaF2反应,一方面生成CaO-Al2O3系、CaO-Al2O3-SiO2系反应物,另一方面发生熔损℃aF2/CaO比率越大,砖的蚀损越大。FeO与C由于FeO+C→Fe+CO的反应生成粒铁和CO气体,造成气泡,致使内衬材料损坏。


1、铁水包用耐火材料

    铁水包是高炉出铁,装运铁水的设备,也是实现铁水预处理的 重要反应容器。

    铁水包内衬遭受高温、铁水的冲刷、使用中温度波动(装铁初始温度1600℃~1700℃,铁水包出铁温度一般为1350℃~1450℃)产生的热剥落以及铁水及渣的侵蚀,因此,内衬材料必须具有耐高温、高强度及优良的抗热震性,且对铁水及渣具有良好的抗侵蚀性与抗渗透性。铁水包长期以来普遍采用粘土砖(使用寿命20~50炉次)、高铝砖(使用寿命70~100炉次)或红柱石砖等砌筑,寿命较短。但高炉、转炉的大型化及铁水预处理技术的应用,对铁水包用耐火材料提出了更苛刻的要求。近年来,一些大型铁水包采用Al2O3-SiC-C砖、铝镁碳砖砌筑或Al2O3-SiC-C浇注料整体浇注,包衬寿命延长至800炉次以上,通过修补等,其使用寿命可达到1500炉次。

2、鱼雷罐用耐火材料

    鱼雷罐也叫混铁车,是从高炉向转炉贮运铁水的一种热工设备,兼有混铁炉和铁水罐两者的功能,可对铁水进行混合、保温以及预处理。鱼雷罐中铁水预处理的应用有效地缩短了冶炼时间,降低了冶炼成本,实现了负能炼钢,保证了转炉的正常炼钢。目前,国内绝大多数2000m以上的高炉基本上全部采用了鱼雷罐车。因此,提高鱼雷罐车耐火材料的使用性能和使用寿命至关重要。

    鱼雷罐车用耐火材料内衬的工作环境现代钢厂中,鱼雷罐车不仅用于铁水运输和储存,兼具有铁水预处理反应包的功能。随着以脱硫为主的铁水预处理技术的应用,鱼雷罐车的冶炼条件日趋苛刻,不仅存在高温熔蚀,且伴有因熔渣渗透、与砖反应产生变质层、砖层性质劣化引起的结构性分层及剥落。

铁水鱼雷罐内衬耐火材料主要遭受的侵蚀损坏作用如下:

(1)热冲击

    铁水鱼雷罐炉衬热面受到温度高达1500℃左右的高温辐射,且时间较长。

(2)铁水及炉渣的侵蚀

    铁水对鱼雷罐用耐火材料有轻微的侵蚀,但炉渣在较高温度作用下会提高对砖衬的侵蚀,这是内衬材料损坏的主要因素之一。若在鱼雷罐内进行“三脱"处理,各种处理剂(如石灰、萤石、铁鳞等)在高温作用下与内衬材料发生反应产生低熔玻璃相,加快了渣线处的损毁。

(3)机械磨损、热震稳定性及应力

    在装、倒铁水过程中易造成鱼雷罐车局部性罐嘴和罐底的冲蚀。在高温、低温交替状况下间歇性工作,对内衬耐火材料的热震稳定性要求高。

(4)罐内渣铁凝固

    由于某种原因渣铁凝固,当其过多或偏离中心时,若超过倾动装置的允许力矩,则造成鱼雷罐车翻倒。基于铁水鱼雷罐的使用环境,要求罐内耐火材料应具有耐高温、高强度、保温、良好的抗热震剥落性、良好的抗(酸/碱)化学侵蚀性。



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