鐵水包、魚雷罐用耐火材料的現狀及侵蝕損毀作用分析
目前,鐵水預處理主要在魚雷罐、鐵水包、高爐出鐵溝、專用爐等設備中進行。用于“三脫”的預處理劑均是高堿度,強氧化性,低熔點物質,對耐火材料具有較強的侵蝕作用。如使用石灰系(CaO-CaF2-FeO)處理劑時,Al2O3骨料與CaO和CaF2反應,一方面生成CaO-Al2O3系、CaO-Al2O3-SiO2系反應物,另一方面發生熔損℃aF2/CaO比率越大,磚的蝕損越大。FeO與C由于FeO+C→Fe+CO的反應生成粒鐵和CO氣體,造成氣泡,致使內襯材料損壞。鎂質耐火材料
1、鐵水包用耐火材料
鐵水包是高爐出鐵,裝運鐵水的設備,也是實現鐵水預處理的 重要反應容器。
鐵水包內襯遭受高溫、鐵水的沖刷、使用中溫度波動(裝鐵初始溫度1600℃~1700℃,鐵水包出鐵溫度一般為1350℃~1450℃)產生的熱剝落以及鐵水及渣的侵蝕,因此,內襯材料必須具有耐高溫、高強度及優良的抗熱震性,且對鐵水及渣具有良好的抗侵蝕性與抗滲透性。鐵水包長期以來普遍采用粘土磚(使用壽命20~50爐次)、高鋁磚(使用壽命70~100爐次)或紅柱石磚等砌筑,壽命較短。但高爐、轉爐的大型化及鐵水預處理技術的應用,對鐵水包用耐火材料提出了更苛刻的要求。近年來,一些大型鐵水包采用Al2O3-SiC-C磚、鋁鎂碳磚砌筑或Al2O3-SiC-C澆注料整體澆注,包襯壽命延長至800爐次以上,通過修補等,其使用壽命可達到1500爐次。
2、魚雷罐用耐火材料
魚雷罐也叫混鐵車,是從高爐向轉爐貯運鐵水的一種熱工設備,兼有混鐵爐和鐵水罐兩者的功能,可對鐵水進行混合、保溫以及預處理。魚雷罐中鐵水預處理的應用有效地縮短了冶煉時間,降低了冶煉成本,實現了負能煉鋼,保證了轉爐的正常煉鋼。目前,國內絕大多數2000m以上的高爐基本上全部采用了魚雷罐車。因此,提高魚雷罐車耐火材料的使用性能和使用壽命至關重要。
魚雷罐車用耐火材料內襯的工作環境現代鋼廠中,魚雷罐車不僅用于鐵水運輸和儲存,兼具有鐵水預處理反應包的功能。隨著以脫硫為主的鐵水預處理技術的應用,魚雷罐車的冶煉條件日趨苛刻,不僅存在高溫熔蝕,且伴有因熔渣滲透、與磚反應產生變質層、磚層性質劣化引起的結構性分層及剝落。
鐵水魚雷罐內襯耐火材料主要遭受的侵蝕損壞作用如下:
(1)熱沖擊
鐵水魚雷罐爐襯熱面受到溫度高達1500℃左右的高溫輻射,且時間較長。
(2)鐵水及爐渣的侵蝕
鐵水對魚雷罐用耐火材料有輕微的侵蝕,但爐渣在較高溫度作用下會提高對磚襯的侵蝕,這是內襯材料損壞的主要因素之一。若在魚雷罐內進行“三脫"處理,各種處理劑(如石灰、螢石、鐵鱗等)在高溫作用下與內襯材料發生反應產生低熔玻璃相,加快了渣線處的損毀。
(3)機械磨損、熱震穩定性及應力
在裝、倒鐵水過程中易造成魚雷罐車局部性罐嘴和罐底的沖蝕。在高溫、低溫交替狀況下間歇性工作,對內襯耐火材料的熱震穩定性要求高。
(4)罐內渣鐵凝固
由于某種原因渣鐵凝固,當其過多或偏離中心時,若超過傾動裝置的允許力矩,則造成魚雷罐車翻倒。基于鐵水魚雷罐的使用環境,要求罐內耐火材料應具有耐高溫、高強度、保溫、良好的抗熱震剝落性、良好的抗(酸/堿)化學侵蝕性。