高炉用耐火材料检测及耐材破坏机理介绍

  我国高炉耐火材料已有一套使用功能检测办法规范,如抗碱性、导热系数、抗铁水溶蚀性、平均孔径、小于1μm孔容积率、透气度、抗氧化性、抗炉渣腐蚀性8项功能,它们较好地反映了高炉耐火材料作业条件下的功能。这为延伸高炉寿数、规划选材供给了很好的依据。这些实验办法,有的国外还没有,有的优于国外实验办法,但目前应用中还存在一些问题。

  
  1)购买国外炭砖时合同中不用我国的查验办法,自己无法进行抽样查验,往往是用国内办法查验功能指标欠好,国外厂家不认可,只要承受,因而合同中应当提出选用国内办法查验的要求。
 
  2) 规划者和使用单位对特殊功能不提要求,仍按曩昔的一般炭砖规范仅查验惯例功能。
 
  3)一座高炉的炭砖仅查验一个样品,而不是按批量取多个样品进行抽检,这显然不符合炭砖查验取样规范,难以确保产品质量。4)目前的炭素捣打料检测办法规范中,导热系数检测成果存在假象。炭素捣打料检测办法规范YB4038-1991规定,炭素捣打料检测导热系数应当在1 200℃焙烧24h后再检测导热系数。因为炭捣料用于接近冷却壁或炉底冷却管处,作业温度为100~200℃,不可能有1200℃。在检测炭捣料导热系数时发现同一个炭捣料试样在120℃和1 200℃烧后检测的导热系数相差近1倍。 

  4)目前炭砖的功能检测办法,没有检测炭砖用质料的种类和质量,如电煅煤、普煅煤、石墨化煤、电极石墨,制成炭砖后上述使用功能实验办法也难以区别,仅根据炭砖生产厂的许诺是不行的。可以考虑添加岩相剖析查验项目,在显微镜下普煅煤、石墨电极很容易区别,用岩相剖析办法可以查验是否加入普煅煤和电极石墨。
 
  高炉耐火材料损坏机理
  炉锻炼是高温下杂乱的物理化学进程，耐火材料被损坏到一定程度，需求中修或大修，停炉大修是高炉一代寿数的终止。耐火材料损坏机理归纳为如下几方面：
 
  1、高温渣铁的浸透与腐蚀
  在炉腰及炉腹部位构成熔融的铁渣，向下活动进入炉缸，渣中的FeO、 MnO、CaO与砖中的SiO2彼此效果，构成低熔点的化合物，使得砖衬外表软熔。炉腹部位特别严峻，开炉不久就被腐蚀结束，仅靠冷却壁上渣皮在作业。
 
  液态铁、重金属及碱金属的浸透，是炉缸炉底周围破损的主要原因，铁水沿砌体缝隙和气孔浸透到砌体内部凝结并分出石墨，体积膨胀，进而扩大裂缝使砖衬脱落或漂浮。
 
  2、 高温和热震破损
  锻炼进程中，炉内温度经常波动。当温度梯度发作的热应力超越砖衬的，砖就开裂。实践表明，炉体中下部砖衬就有裂纹并发作脱落。一般热应力使得砖衬内平行于作业外表的50~ 100 mm深处发作裂纹，裂纹彼此贯穿后出现大面积脱落。
 
  3、炉料和煤气流的冲突冲刷及煤气炭素堆积的损坏效果
  高炉内煤气实践流速可达到15-20 m/s，且携带大粉尘，上升煤气流对耐火材料发作巨大冲刷磨损效果。炉腰部位折角处磨损尤为严峻。炉身中上部炉料较为坚硬，具有棱角，下降炉料的冲突是砖衬损坏的重要原因。上升的煤气中含有25%左右的CO，进人砖衬气孔和裂缝中的CO在400-800℃分化发作炭素堆积，与耐火材料中的Fe2O3效果，使之还原为单质Fe，而单质Fe是CO分化的催化剂，加速炭素的堆积。跟着堆积碳所发作的晶型改变而附带发作的体积变化，砖衬安排松弛，强度下降，以致龟裂损坏。该损坏效果在耐火材料的炉腰和炉身中下部较为严峻。
 
  4、碱金属和其他有害元素的损坏效果
  炉料中的碱金属和锌，在高温效果下堆积到炉料上再循环，部分堆积在耐火材料上，其他随炉气被排出。这些氧化物与耐火材料中氧化铝和氧化硅反响构成低熔点的铝硅酸盐，使得耐火材料软熔并被冲刷损坏;碱金属与炽热的焦炭发作反响，生成氰化物并同水蒸气和CO2反响生成氰化氢。氰化氢进入砖衬内分化发作碳堆积，对耐火材料起损坏效果。
 
  高炉内任何部位的损坏，都适多种损坏机理的交替综合效果的成果。高炉寿数是炉型规划、耐火材料结构及原料、高炉冷却设备与工艺制度、锻炼条件等要素的综合效果的成果。