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耐火材料在高碳锰铁铁合金冶炼过程中的工作条件非常恶劣

耐火材料在高碳锰铁铁合金冶炼过程中的工作条件非常恶劣。许多品种的熔炼温度远高于钢水温度,炉衬腐蚀非常严重,耐火材料消耗占产品成本的很大比例。目前,国内外铁合金电炉炉衬材料一般有碳炉衬材料。碳炉衬用于金属硅和硅铁、高碳锰铁、锰硅合金、硅铬合金、硅钙合金等电炉。碳炉衬也用于西欧、日本、南非等国家的高碳铬铁电炉。炉与铁水直接接触的部位采用碳砖或打结碳糊,外部采用高铝砖或粘土砖。镁质炉衬。镁质炉衬多用于精炼电炉,镁砖砌筑多用于中国和前苏联的高碳铬铁电炉。高铝炉衬。瑞典真空炉、回转窑、高碳铬铁电炉采用高铝砖或高铝打结料砌筑。为了提高炉衬的综合性能,降低炉衬的成本,耐火材料损坏的原因有物理、化学、机械等因素。损坏的主要形式如下:

腐蚀现象。如果耐火材料的工作温度超过其耐火性,则会发生腐蚀。腐蚀通常发生在靠近电弧高温区域的炉墙、精炼电炉顶部和电极端部的炉底部。化学腐蚀。耐火材料与炉渣、金属熔体、粉尘、废气等物质之间的各种化学反应称为化学腐蚀。化学腐蚀的类型包括气体固体反应、液体固体反应、液体液体反应和气体液体反应。当耐火材料的工作温度接近并超过耐火性时,炉渣和金属对耐火材料的化学腐蚀更为突出。在还原电炉中,不饱和碳合金会严重侵蚀碳耐火材料。在热交换过程中,高温硅合金会与镁砖发生镁蒸汽反应。

机械作用。高于荷载软化温度的耐火材料容易被金属和炉渣损坏。剥落和开裂。高碳锰铁价格耐火材料内部产生的热应力超过其结构强度而造成的局部损伤受到急冷急热或热负荷不均匀的影响。比如出铁口流槽损坏。耐火材料的损坏往往不是单一因素造成的,包括材料本身、工作条件、设计和使用不当。耐火材料形成的炉衬可分为工作层、过渡层和微变层。工作层直接接触高温合金和炉渣,承受高温铁水和炉渣的化学侵蚀和机械侵蚀,其成分和矿物成分发生变化;过渡层中只有结构发生变化,微变层一般保持原成分和结构。耐火材料的化学侵蚀和冲刷侵蚀是相互关联和交替的。耐火材料开始被侵蚀的温度远低于反应物熔点。一般相当于化学反应物开始呈现扩散的温度,即泰曼温度。耐火材料常见的侵蚀和损坏特点是:

化学侵蚀和冲刷侵蚀交替进行。耐火材料向熔体和熔体向耐火材料迁移的过程发生在耐火材料-熔体(熔渣或金属熔体)的界面上。当耐火材料表面形成饱和溶液的工作层时,这种迁移处于相对平衡状态。一方面,高熔点的化合物会沉积在工作层表面,甚至形成假衬里;另一方面,激烈的熔体运动会冲走工作层甚至过渡层的耐火材料,重新形成新的工作层。在过渡层中,炉渣(或金属熔体)主要沿毛细管侵入耐火材料,并与耐火材料发生反应,形成固体溶体或化合物。耐火砖在铁水浮力的作用下,沿着砌体之间的缝隙渗透铁水,高碳锰铁向上漂浮。这些侵蚀现象与耐火材料的砌体和表面的宏观缺陷和微观缺陷以及耐火材料的物理化学性质有关。侵蚀是化学侵蚀的必要条件。

高碳锰铁