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高炉砖衬侵蚀原因

  高炉砖衬侵蚀原因 总体来说,高炉冶炼时各部位的工作环境都很恶劣,但也有些细微区别。 炉喉:它主要是起保护炉衬作用。炉喉正常工作时,温度为 400~500 度,受炉料的撞击和摩 擦较为激烈,极易磨损。因此,炉喉部位一般多用高铝砖砌筑,炉喉钢砖一般采用铸钢件, 即使这样,炉喉受侵蚀仍不可避免,特别是炉喉钢砖下沿受物料冲击磨损更为突出。 炉身:高炉本体重要组成部分,起着炉料的加热、还原和造渣作用,自始至终承受着煤气流 的冲刷与物料冲击。但炉身上部和中部温度较低(400~800 度),无炉渣形成和渣蚀危害。 这部位主要承受炉料冲击、炉尘上升的磨损或热冲击(最高达 50 度/分),或者受到碱、锌 等的侵入,碳的沉积而遭受损坏。 炉身下部温度较高,有大量炉渣形成,有炽热炉料下降时的摩擦作用;煤气上升时粉尘的冲 刷作用和碱金属蒸气的侵蚀作用。因此这个部们极易受侵蚀,严重者冷却器全部补侵蚀光, 只靠钢甲来维持。例如某钢厂 5 号高炉,1996 年 4 月破损调查时发现,7 段 2 钢甲裂纹像网 一样纵横交错,几乎连成一片,裂纹、龟裂严重,此段冷却壁基本全部被侵蚀、蚀光,只靠 钢甲用来维持(炉役后期)的。这种现象在全国基他高炉上也可能有类似的现象。也就是说, 高炉寿命长短与炉身部位的寿命长短有很大关系。因此,(特别是炉身下部)要求是选用有 良好抗渣性、抗碱性及高温强度和耐磨性较高的优质粘土砖、高铝砖和刚玉砖。 炉腰:它起着上升煤气煤气流的缓冲作用。炉料在这里已部分还原造渣,透气性较差,同时 渣蚀严重。另外,炉腰部位的温度高(1400~1600 度),高温辐射侵蚀严重,碱的侵蚀也比 较严重,含尘的炽热炉气上升,对炉衬产生较强的冲刷作用;焦炭等物料产生摩擦;热风通 过时引起温度急剧变化作用。所以,炉腰极易受损的区域。直接影响了高炉寿命。其侵蚀原 因见表 9-2 部位 炉身上部 炉身中、下部及炉腰部位 炉腹部位 炉缸风口带 9-2 高炉砖衬侵蚀原因 侵蚀原因 (1) (2) (3) 蚀 (1) 蚀 (2) (3) (4) (1) (2) (1) (2) (3) 炉料磨损 煤气流冲刷 碱金属、锌、沉积碳的侵 碱金属、锌、沉积碳的侵 初成渣的侵蚀 热震引起的剥落 高温煤气流的冲刷 渣铁水的冲刷 高温煤气流的冲刷 渣铁水的侵蚀 碱金属的侵蚀 煤气流的冲刷 铁口以上的炉缸碳砖 铁口以下的炉缸及炉底碳砖 (1) (2) (3) (4) 刷 (1) (2) (3) (4) 侵蚀 碱金属的侵蚀 热应力破坏 二氧化碳和水的氧化 渣、铁水的溶蚀及流动冲 铁水的溶蚀 铁水流动冲刷 铁水渗透侵蚀 炉缸圆周碳砖仍有碱金属 炉腹:炉腹连接着炉缸和炉腰。一般作上大下小设计也正适应气体体积增加和炉料变成渣铁 后体积缩小的需要。访部位温度更高。其下部炉料温度均在 100~1650 度,气流温度也高, 并形成大量的中间渣(指处于滴落过程中成分、温度在不断变化的炉渣,国外称炉腹渣)开 始滴落。因此,该部位所受的热辐射、熔渣侵蚀都很严重。另外,碱金属的侵入,碳的沉积 而引起的化学作用、由上而下的熔体和由下而上的炽热气流的冲刷作用也加剧。所以,该部 位也一直是高炉易受损区域。 炉缸、炉底:炉缸主要起着燃烧焦炭和储存渣铁的作用。由风口鼓入的热风首先与焦炭燃烧, 产生煤气(即煤所的初始分布)供给高炉冶炼还原用。风口区是高炉内温度最高的区域,一 般在 1700~2000 摄氏度以上。炼铁生产的终了产物渣铁也聚集在炉缸,周期地由渣口和铁口 排出。炉缸的衬砖(特别是碳砖)主要受渣铁水的冲刷与侵蚀。炉底主要是保护炉缸。避免 渣铁泄漏。但炉底砖衬主要受铁水的冲刷侵蚀,乃至损毁。铁水侵入可引起耐火砖上浮,化 学侵蚀可引起耐火砖脆化层的扩展,从而使高炉炉底耐火材料发生严重的破坏。由于炉缸、 炉底耐火砖衬受侵蚀后不易修补,因此其损坏程度往往决定着高炉的一代寿命。该部位要求 耐火材料具有耐渣铁水的侵蚀、渗透,耐碱性和导热性更好。 出铁口:随着高炉日趋大型化,导致每日出铁次数增多,周而复始,出铁口的工作条件是相 当苛刻的。出铁口既要受到铁水环流、炉渣、碱的侵蚀和摩擦作用,又要受到从出铁到出铁 结束温度变化所带来的热冲击,同时也受到开铁口或堵铁口时的机械振动损伤。 高炉出铁沟:高炉出铁沟是高温铁水或熔渣流经的通道,其衬体主要受铁水、熔渣 及微量 元素的冲刷侵蚀及浸润。这要求出铁沟用耐火材料不仅抗渣铁水侵蚀性强,而且抗高温性能 更好。同时,烟气、灰尘、粉粒等对周围具有一定的污染作用,所以,出铁场环境较为恶劣。 各国十分注意环境保护工作,在出铁沟衬里长寿的基础上,安设有衬罩盖,并配有吸尘装置, 这样大大改善了高炉炉前的作业环境。

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