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                      高鋁磚為什么會磨損,受到侵蝕的原因有哪些?

                      2022-03-16 09:17:31

                      高鋁磚為什么會磨損,受到侵蝕的原因有哪些?

                      高鋁磚在高溫環境中需要抵抗各種侵蝕,如氣體侵蝕、化學侵蝕、高溫侵蝕等,并且還要抵抗沖擊和磨損。

                      用高鋁磚的抗侵蝕性要求

                      (1)鐵水成分對爐襯耐火材料壽命有顯著影響,特別是硅、磷、硫的含量。

                      (2)轉爐終點溫度過高將導致爐襯壽命降低,特別是當終點溫度在1700℃以上,每提高10℃,爐襯耐火材料的侵蝕速率都會有顯著增加。

                      (3)提高爐渣堿度有利于降低爐渣對堿性耐火材料的侵蝕。

                      (4)提高渣中MgO含量,可以降低爐渣對爐襯耐火材料的侵蝕。

                      (5)提高渣中FeO含量會導致爐襯耐火材料侵蝕加劇。

                      (6)轉爐吹煉初期,渣堿度比較低,對爐襯侵蝕嚴重,應采用白云石造渣,使渣中MgO含量接近飽和狀態。

                      (7)螢石對爐襯也有侵蝕,因此應盡量降低螢石的加入量。

                      (8)白云石、鎂白云石耐火材料中,MgO的抗渣侵蝕性要優于CaO,但是有CaO存在可以提高耐火材料的高溫熱塑性和抗渣滲透性。

                      (9)要求高鋁磚的原料有較高的純度,如鎂白云石砂要求雜質總量SiO2+A12O3+FeO小于3%;其他如電熔鎂砂、石墨等也有類似要求。

                      高鋁磚被熔渣侵蝕原理及應對措施

                      熔渣侵蝕是高鋁磚在使用過程中常見韻一種損壞肜式。耐火材料在高溫下抵抗熔渣侵蝕作用而不被破壞的能力稱為抗渣性。所謂熔渣,包括高溫下與耐火材料相接觸的冶金爐渣、燃料灰分、飛塵、各種爐料及金屬液、各種氣態物質等。熔渣侵蝕過程主要是耐火材料在熔渣中的溶解過程和熔渣向耐火材料內部的侵入(滲透)過程。其中侵入速度較快的是通過氣孔侵入。因此提高耐火材料制品的致密度,降低制品氣孔率是提高其抗渣性能的重要途徑。耐火材料在熔渣中的溶解和熔渣向耐火材料內部的侵入都是以耐火材料與熔渣的接觸為前提的,首先是熔渣對耐火材料表面的潤濕作用。因此增大耐火材料與熔渣液相間的潤濕角,使其不易被潤濕則是提高其抗渣性能的重要手段。碳不易被熔渣潤濕,近來迅速發展的多種含碳耐火材料即是利用這一特性來提高抗渣性能的。

                      高鋁磚使用時受到熱震和熔鹽侵蝕的原因分析

                      高鋁磚在使用時常受到熱震和熔鹽侵蝕作用,研究激光處理后對耐火材料抗熱震和熔鹽侵蝕性能的改善程度顯得格外重要。經過數次循環后,重熔層沒有出現裂紋和剝落,即使原來經過激光處理后表面存在裂紋的試樣,經熱震試驗后,除了裂紋寬度略有增加之外,裂紋的數量沒有增加。因此,激光處理后并沒有影響到耐火材料的抗熱震性能。

                      激光處理后有表面裂紋存在的試樣,熔鹽會沿著裂紋侵入,對耐火材料的抗侵蝕性能有不良影響。由此可見,激光表面處理可在基材性能不受影響的前提下,明顯提高耐火材料的抗侵蝕性能,與傳統工藝相比具有獨有的優點,是一種提高耐火材料表面性能很有前途的方法。

                      采用HPDL激光處理后,橫斷面的組織為針狀枝晶,枝晶取向雜亂。從縱向觀察,表面組織形態則為呈一定取向排列的枝晶,枝晶的生長方向由激光掃描道邊緣指向中心,且與掃描方向呈一定的角度。

                      當兩個凝固界面相遇時,凝固過程結束。如果激光功率較低,熔化層深淺,通過基材熱傳導所致的凝固非???,以致于由空氣熱導所致的表面凝固過程被抑制。耐火材料表面改性是隨著冶金工業的發展提出來的新的問題,而激光表面改性技術具有傳統工藝無可比擬的優勢。在未來的發展中,耐火材料的激光表面改性將引起研究者和冶金企業的濃厚興趣。

                      高鋁磚的損毀機理與耐火材料的化學成分、礦物結構、煉鋼工藝過程等一些十分復雜的因素有密切關系。幾十年來,人們對煉鋼熔體與耐火材料之間的高溫物理化學反應做過大量的研究,歸納起來爐襯損毀的原因大致分成四類:

                      (1) 鋼水、廢鋼、爐渣和氣體粉塵對耐火材料的機械沖擊和磨損。

                      (2) 高鋁磚在高溫鋼水和熔渣中的溶解。

                      (3) 高溫溶液對耐火材料的滲透和侵蝕。

                      (4) 高溫使用條件下耐火材料的揮發。

                      轉爐渣的成分主要為CaO、Si02、FeO等,當爐渣堿度偏低時,對以CaO、MgO為主要成分的爐襯耐火材料侵蝕嚴重,爐襯壽命降低;相反,當爐揸堿度較高時,對爐襯的侵蝕則較輕微,爐襯壽命也相對有所提高,這導致煉鋼工藝中造渣技術的變革。采用輕燒白云石造渣,結果爐襯壽命有較大幅度的提高。當爐渣中含有氟離子、金屬錳離子等時,或者熔池溫度升高到1700℃以上,溶液的黏度會急驟下降,爐襯的損毀速度加快,壽命大幅度降低,所以轉爐鋼水溫度偏高,會使爐襯壽命相應降低。

                      溶液滲入耐火材料內部的成分包括:渣中的CaO、Si02、FeO,鋼液中的Fe、Si、A1、 Mn、C甚至還包括金屬蒸氣、CO氣體等。這些滲入成分沉積在耐火材料的毛細孔道中,造成高鋁磚工作面的物理化學性能與高鋁磚基體的不連續性,在轉爐操作的溫度急變下會出現裂紋、剝落和結構疏松,嚴格地說這個損毀過程要比溶解損毀過程嚴重得多。

                      因此,要降低溶液對耐火材料的滲透,措施有:(1)應降低爐襯高鋁磚的氣孔率和氣孔的孔徑;(2)在耐火材料中加入與溶液不易潤濕的材料,如石墨、炭素等;(3)嚴格控制溶液的黏度,即控制冶煉強度、控制出鋼溫度等。




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