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耐火材料行业知识

转炉用耐火材料的损毁原因

转炉用耐火材料在相同的条件下,耐火砖的品种不同,其损毁情况也有所差异。对于焦油白云石砖的融化层,在冶炼过程初期,熔渣呈酸性SiO2、Fe2O3、Al2O3和MnO等在职含量显著增加,并与白云石发生反应,生成2CaO.Fe2O3、2CaO.SiO2、3CaO.SiO2、MgO.FeO等低熔点物质,降低了高温性能,使耐火砖发生熔损。随着熔渣中碱度的提高,粘性增大,化学反应与渗透均缓慢,同时由于耐火砖中碳素的湿润作用,脱碳层形成得比较快,则蚀损速度减慢,炉衬寿命延长。
 
对于焦油镁砖,其融化层主要矿物是方镁石,还有MgO.FeO、2CaO.Fe2O3、2CaO.SiO2、3CaO.SiO2和少量的2MgO.SiO2等。由于MgO比CaO稳定,融化层形成较慢,熔渣侵入砖内较深,并在脱碳层与融化层之间积聚和反应,致使砖组织收缩而产生龟裂。因此,镁砖炉衬的损毁主要是热剥落,熔损次之。
 
镁白云石砖具有适宜的MgO和CaO成分,其损毁情况介于白云石砖和镁砖之间。当脱碳层较厚时,熔渣侵入后会使变质层增大,容易引起结构剥落,当熔渣侵入耐火砖中时,镁白云石砖颗粒周围的CaO与其反应,使熔渣粘度提高,又能抑制熔渣的继续侵入。这时,炉衬耐火砖的损毁则以熔蚀为主,而较少发生结构剥落。
 
镁碳砖炉衬的损毁主要是氧化-熔蚀造成的。除气态和液态的氧化外,就是MgO与碳进行反应,最终形成致密层。同时,镁碳砖炉衬表面有熔渣覆盖着,又在还原气氛下,氧化损毁是及其缓慢的,主要是熔蚀而造成炉衬耐火砖的损毁。
 
氧气转炉炼钢生产初期,炉衬各部位通常采用相同的耐火砖品种,其厚度也基本相同。后来,根据各国的生产实际,发现由于各部位使用条件的差异,其炉衬耐火砖损毁程度也是不同的,在耳铀区、渣线区、装料侧和出钢侧等部位的炉衬最容易损毁,底吹氧气转炉炉底衬体也是薄弱环节。因此,目前氧气转炉普遍采用综合炉衬,即根据转炉各部位炉衬的使用条件,选择最适宜的转炉耐火砖砌筑,以使各部位均衡蚀损,达到延长炉衬寿命,增加钢产量,降低成本的目的。
 
氧气转炉采用综合炉衬技术,是根据炉衬各部位损毁机理的不同而制定的。从耐火砖材质和尺寸两个方面采取有效的措施进行选择砌筑。有些国家,单纯在最易损毁的部位增加炉衬厚度以提高炉龄,虽有一定的效果,但转炉重量增加,炉容相对减少,这是很不经济的;有些国家,整个转炉炉衬均采用优质碱性耐火砖,也是不合理的。
 
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