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  • 冶金炉窑对耐火材料的要求

    作者:admin 发布日期:2019/5/28 关注次数: 二维码分享

    冶金炉窑种类繁多,结构也很复杂,耐火材料的选择和应用往往有很大差别。但是,必须满足下列要求:

    能承受高温作用,而不软化,不熔化;能承受高温荷重作用,不丧失结构强度,不发生变形和坍塌;有好的体积稳定性,在高温下不发生过大的体积膨胀和收缩,重烧线变化小;能抵抗温度急剧变化;能抵抗高温熔体的化学侵蚀和物理冲刷作用;外形尺寸规整,公差小。

    耐火材料在使役中损毁的机理

    冶金炉窑长期连续处在高温下运行,耐火材料工作条件恶劣,极易损毁,其中以熔炼炉为典型。造成耐火材科损毁的因素很多,但归纳起来主要有以下几点:

    1.渣蚀作用 由于熔渣和金属液或含尘腐蚀性气体的物理化学作用而引起的侵蚀。据统计有色冶金炉窑的炉衬60~70%是由于熔渣的侵蚀而损毁。炼钢转炉和电炉渣线区域主要是由于渣蚀,而成为损毁较为严重的部位,并决定着炉衬的寿命。

    2.温度剧烈变化作用 许多炉窑,特别是间歇式操作炉窑,温度波动大,骤然变化产生很大的内应力,砖砌体开裂、剥落,严重时变形或坍塌倾倒。如炼钢转炉、电弧炉和铜锡熔炼反射炉,熔炼期炉温可达1250~1650,而放渣和出钢、出铜后,炉内温度急剧降至600-800,温度在短时间内波动太快太大,造成耐火材料内应力大,产生崩裂、剥落而损毁。

    3.气相的沉积作用 很多熔炼炉和火焰炉,在生产过程中会产生CO分解和铅、锌及碱金属氧化挥发,并在耐火材料气孔及砌缝内沉积,造成砖砌体龟裂、变形和化学侵蚀。这种现象在高炉、鼓风炉、竖窑及焦炉的上部较为突出。甚至成为这些部位损毁的主要原因。

    4.机械冲击和磨损作用 许多炉窑内的物料是运动的。如高炉、鼓风炉及竖窑内的物料连续不断由炉顶向下运动;回转窑内物料作回转前进运动;转炉内液态金属作沸腾搅动等等。并且在运动的同时,物料还要发生一系列的物理化学变化。因此,对炉衬产生很大的机械冲击和严重的磨蚀作用,破坏性非常大。例如高炉炉喉磨损严重,不得不采用铸钢板加以保护。氧气转炉由于钢水的剧烈搅动,常发生炉衬被刷掉现象,而需经常补炉。

    5.单纯熔融作用 许多耐火材料在高温热负荷作用下,往往发生重烧线变化,造成砌筑体失稳。有时操作温度过高,还会造成局部软化甚至熔融,形成熔滴,导致砌体坍塌。

    耐火材料选用的原则

    选用耐火材料时,一般应遵循下列原则:

    1.掌握炉窑特点 根据炉窑的构造、各部位工作特性及运行条件,选用耐火材料。要分析耐火材料损毁的原因,做到有针对性的选用耐火材料。例如各种熔炼炉(如平炉、反射炉)渣线及以下部位的炉衬及炉底,以受渣和金属熔体的化学侵蚀为主,其次才是温度骤变所引起的热应力作用,一般选用抗渣性优良的镁质、镁铬质耐火砖砌筑。渣线以上部位可选用镁铝砖或镁铬砖或高铝砖砌筑

    2.熟悉耐火材料的特性 熟悉各种耐火材料的化学矿物组成、物理性能和工作性能,做到充分发挥耐火材料的优良特性,尽量避开其缺点。如硅砖荷重软化温度高,能抵抗酸性炉渣的侵蚀,但在600℃以下发生β晶型向α品型的快速转变,耐热震性很差,而在600℃以上使用时耐热震性较好,高温下只会膨胀不发生体积收缩,因而可选用作火焰炉炉顶砖、焦炉炭化室隔墙砖等。

    3.保证炉窑的整体寿命 要使炉子各部位所用各种耐火材料之间合理配合,确定炉子各部位及同一部位各层耐火材料的材质时,既要避免不同耐火材料之间发生化学反应而熔融损毁,又要保证各部位的均衡损耗,或在采取合理技术措施下达到均衡损耗,保证炉子整体使用寿命。

    4.实现综合经济效益合理选用的耐火材料要在满足工.艺条件和技术要求的前提下,将材料的质量、来源与价格、使用寿命与消耗以及对产品质量的影响,综合分析,力求做到综合经济效益合理。

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