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耐火材料行业动态

耐火材料保护

 

冶金和其他工业部门的热工设备,只有连续自动控制耐火材料内衬的状态和具有耐火材料的系统保护,才能使设备可靠地运转。

耐火材料的系统保护措施,第一步是使用过程中经常测量内衬的厚度。

我们已经知道有几种方法能够查明耐火材料的损毁速度,用肉眼,示踪原子,测定内衬温度等方法。现在研究出激光干涉分析,可以测定耐火材料内衬残余厚度,精确度小于1mm

经常不断地测量内衬不同区域耐火材料的损毁速度,能够实现砌体用耐火砖的厚度相同。

常用耐火材料的保护有几个方面:

1、冷却砌体的耐火材料,直到用水的护板完全代替内衬;

2、用喷补,涂抹,黏附等办法,使损毁层的耐火材料复原;

3、降低侵蚀物的侵蚀性;

4、耐火材料内衬,规定使用温度和气体制度的标准额;

5、改进砌体构件和砌体结构,其目的是降低热机械应力。

一、内衬冷却

根据冷却强度,它会按各种机理对耐火材料寿命发生影响。冷却制度分为结渣层的和梯度的结渣层的,当时工作表面温度明显降低,而在某水平上有扶助的水冷系统,相当于耐火材料与侵蚀物的固体状态产物与液体状态的相互作用平衡,即造成形成结渣层的条件;梯度的,当时耐火材料作表面温度仍旧不变,而大约等于炉子空间温度,冷面的温度降低,以致内衬按厚度的温度梯度增大,并在指定水平上,炉子使用期间的一定时期内扶助水冷系统。

由于渣及金属熔体在内衬表面变冷时不仅形成结渣层,而且又因为耐火材料本身易熔成分向:作表面迁移。氧化物的金属熔体黏度在0.51Pa·S时,失去自己的流动性。根据化学反应类型,熔体的成分和气体介质的性质,在12501550℃范围内有这样的黏度值。因而冷却结渣层时,作表面温度应该降低超过指出的范围。

确定工作表面温度的另一出发点是为了内衬热表面拥有相当于化学反应开始温度低些的温度条件。

采用像汽化冷却系统一样的直接水冷。结渣层冷却系统结构实行板式冷却装置,箱或管型炉墙板,它的格子起初填满耐火材料薄层。

高炉冷却取得最大成功,炉身下部仅用水冷作业。

电炉冷却时,冷却壁板同时又是炉墙。这样的结构,以冷却的观点,最有效果,然而它对水的质量提出高的要求,而使用它时,必须按安全技术保持严密的措施(在金属熔池,不允许有水的破口)。高功率电弧炼钢炉(500600kWt),冷却结渣层时炉墙寿命达到400炉,同时炉子生产率提高3%~5%,由于使用期限的延长和检修停工时间缩短,同一炉次持续的时间仍旧和普通内衬时一样。对冷却附加的电能消耗,认为1t钢为5%~10%。结渣层的主要成效是耐火材料消耗降低50%~90%。

耐火材料随温度提高,它的热导率增大,按砌体厚度的温度变化曲线有凸形向上。同时热表面温度下降更缓慢(结果是温度梯度值不大),而梯度冷却可能是没有效果。

往往实行两层内衬:致密的,放在接近热的方向和隔热的。在这种场合,层中造成不同的温度梯度:致密层的梯度不大,而隔热层的梯度较大。致密层梯度减小,伴随这个层剧烈地损毁。所以实行两层形式的内衬可能是不合理的。由热边向冷边连续提高气孔率的内衬好像觉得更合理。炉窑的这种内衬,用捣打或浇注方法容易实现。

二、耐火材料内衬的喷补

耐火喷补料使用问题前面曾叙述。在许多场合,喷补能明显提高内衬寿命。发展喷补(覆盖物)能够计算内衬用新泥料(按模型)浇灌没有破坏的用过部分。节省原材料。

三、降低侵蚀物的侵蚀性

这是耐火材料的保护比较新的方向。耐火材料使用破坏的侵蚀因素之一是渣。渣与耐火材料接触时间越长,内衬被破坏得越大。试验表明钢包内衬损毁与包中渣层厚度实际上有直线关系。

总之,同一种耐火材料的包衬,用放渣方法使渣减少,使包衬寿命可以提高23倍。钢包中的渣层,用各种填料(次石墨,多孔烧结黏土,蛭石和其他材料)覆盖的方法也可以使渣的侵蚀性减小。

在这种场合,钢包渣不是首先与耐火材料内衬起反应,而是与填充的材料——中和剂起反应。

渣与耐火材料相互作用的动力学阶段,侵蚀性减小的理论前提是渣中实行硅,铝,铁等络合物状,用阳离子方法减少渣成分中游离O2-份额。在这种场合,形成复杂的阴离子AlxO2-ySixO2-yFexO2-y约束游离氧,减小渣的侵蚀性。发生渣熔体中和。例如,熔体中实行铁橄榄石成分,氧化铝在熔体中明显增加AlO3-数量,而减少游离氧的份额。

中和剂的另一方面作用是,它对侵蚀物黏度的影响。例如,氧化钙一硅酸盐渣中引入CaO大于30%或MgO20%Cr2O3 7%能使渣的黏度提高到1Pa·S,造成耐火材料溶解减少得多。于是,氧化钙硅酸盐渣中加入20%中和剂;1600℃时,粘土砖的溶解强度为0.2mg(cm2·s),而原来渣为2.6mg(cm2·s)

四、规定温度和气体制度定额

炼钢生产的温度和供氧,这些重要的增强剂值,归根到底取决于经济计算。这些数据的最合适值带有折中性质。

保护耐火材料的措施有各种方法,循环作业性质的热工设备内衬要保持温度固定。例如钢包,转炉等,在装满之间的间歇要关上盖,如果更长时间间断,由专用燃烧器加温。

五、合理的耐火材料砌体结构

大体上与必须提高内衬的抗热震性有关系,因为传统的办法是对单个制品抗热震性的提高,往往不保证砌体的抗热震性。砌体中耐火材料的保护是用各种方法解决防止由于机械应力的破坏。

当一面热流固定时,按墙壁厚度温度梯度的线条法,内衬中产生的拉长热应力减小有效。线条温度梯度也许是通过造成可变气孔率结构的途径实现。

热应力可以减小,还靠热流方向中耐火材料内衬厚度精减。可是内衬厚度的变化,并不始终保证应力减小。此外,还造成热损失增大。如果没有渣的作用,合理的是用一种材料,按厚度选择相当的外形,由几层构成耐火材料墙壁结构。在固定的温度制度条件下,在多层的薄片中,热面为。C的指标,计算温度和应力分布。为了保证板片整体的抗热震性,必须用层厚度等于8mm1.3mm4mm 3层代替它。

借助于材料和砖缝厚度的选择,能做到实质性地减少砌体应力。提高耐火材料寿命的可能性较大,不仅在于改善砌体的结构,而且又有单个制品形状和尺寸的合理化。例如,用有效的方法减少镁质耐火材料在使用条件下剥落的趋向,当时制品一面的温度不变,而对面的明显变化,在个别片段,制品热面适当锯开深小于l0mm

从应力分布均匀的观点,六面形状的制品与四面的比较,更是可取的,六面棱柱状制品在钢铁冶金设备中应该得到广泛应用。

制造五面铁皮密不透风的不烧焦油镁白云石砖是合理的。





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