Faktory ovlivňující životnost žáruvzdorných materiálů ve výhni vysoké pece

Po dokončení stavby vysoké pece, od uvedení do provozu do ukončení provozu pece, kdy materiál vstupuje do sestupného procesu a do fáze výměny tepla stoupajícím pecním plynem, jsou žáruvzdorné materiály střední a horní pece ve stavu dlouhodobého opotřebení a eroze a spodní částí tělesa pece je nístějová pec. Spodní vyzdívka byla ponořena do roztaveného železa a strusky. Vnitřek vysoké pece je nadále pod vysokou teplotou a vysokým tlakem. Tyto faktory se vzájemně ovlivňují a ovlivňují životnost vysoké pece.

Existuje mnoho faktorů, které ovlivňují životnost žáruvzdorných materiálů topeniště. Dosud nebyl zcela jasný a jednotný pohled. Běžné a obecně konzistentní názory mohou tyto ovlivňující faktory shrnout do dvou kategorií, a to fyzikální působení a chemická eroze.

1. Vliv fyzikálního působení na žáruvzdorný materiál topeniště:

(1) Tepelné namáhání. Teplota žáruvzdorné pracovní vrstvy v části nístěje a kontaktního bodu železné strusky s kapalinou je až 1350 ℃. Teplota chladicí vody chladicí lamely v kontaktu s tepelně izolační vrstvou je pouze 25~45℃. Radiální teplotní rozdíl je velký, což má za následek obrovské tepelné namáhání. V podmínkách dlouhodobé vysoké teploty a vysokého tlaku na vozovce se tepelné namáhání a další fyzikální a chemické interakce vzájemně ovlivňují, což má za následek různé jevy poškození, jako je tepelná roztažnost a kontrakce žáruvzdorných materiálů, lomy a rozmělňování.

(2) Čistěte a opotřebujte. Při provozu vysoké pece žáruvzdorná vyzdívka nístěje plynule reaguje na cirkulaci roztaveného železa a na vzestup a pokles hladiny strusky. Pod vlivem vysoké teploty a vysokého tlaku eroze a opotřebení po dlouhou dobu se odolnost proti opotřebení žáruvzdorného materiálu stále snižuje, což ovlivňuje jeho životnost. Strusková slupka vytvořená na kontaktním povrchu strusky a železa může také odpadávat během kolísavého procesu stavu pece. V tomto okamžiku bude žáruvzdorný materiál vyzdívky pece přímo vymýván a obrušován železnou struskou a roztaveným železem.

(3) Fyzická gravitace. Při používání vysoké pece se roztavená železná struska průběžně přidávala do nístěje a roztavené železo uložené ve vrstvě mrtvého železa, včetně působení vysokotlakého horkého vzduchu v peci, se na sebe navrstvily, takže žáruvzdorný materiál na dně pece nese větší fyzickou gravitaci. . U vrstvy uhlíkových cihel na styku nístěje a dna pece hrají tyto síly roli při střihu. Pevnost v tlaku uhlíkových cihel při pokojové teplotě je 20-40MPa a pevnost v ohybu je pouze 7-15MPa. Pevnost při vysokých teplotách Když je teplota nižší než normální teplota, když se tlak blíží meze pevnosti, je snadné prasknout nebo vytvořit trhliny. V tomto okamžiku bude železná struska pronikat do štěrbin a trhlin. Infiltrace a eroze roztaveného železa.

(4) Vztlak roztaveného železa. Hustota žáruvzdorných materiálů je mnohem menší než hustota roztaveného železa a žáruvzdorné materiály budou v roztaveném železe vystaveny vzestupnému vztlaku. Dno pece je obecně usazeno v blízkosti pláště pece s určitým zužujícím se průměrem a přímé vytlačování a tření žáruvzdorného materiálu se používá k oslabení jeho vztlaku. Když však síla dosáhne limitu žáruvzdorného materiálu, způsobí to, že se žáruvzdorný materiál deformuje nebo dokonce zlomí a bude nadále trpět. Vliv vztlaku je následován závažnějším poškozením nebo dokonce odpadnutím plováků.

2. Chemický útok:

(1) Karburační koroze horkým kovem. Surové železo je uhlík obsahující nenasycený roztok železo-uhlík roztaveného železa. Obsah uhlíku v surovém železe se během výrobního procesu obecně udržuje na 4.5 % až 5.4 %. Obsah uhlíku souvisí s faktory, jako je objem vysoké pece, tlak horkého vzduchu a síla tavení, a nejvyšší Kolik není jasné. Proto při provozu vysoké pece čas od času dochází k nauhličovací reakci mezi roztaveným železem v nístěji a uhlíkovými cihlami a lze také nauhličit koks a uhelný prášek v palivu. Dlouhodobý kontakt ovlivňuje uhlíkové cihly v topeništi. Ztráta a zničení taveniny.

(2) Redoxní reakce. Během výrobního procesu vysoké pece dochází v nístěji k různým typům oxidačně-redukčních reakcí, jako je reakce voda-plyn způsobená únikem vody na dmýchací trubici a chladicí stěně, která způsobí oxidaci uhlíkových cihel. , což má za následek ztrátu uhlíku nebo dokonce pulverizaci, což způsobuje praskliny. Pevnost uhlíkových cihel klesá. Série oxidačně-redukčních reakcí alkalických kovů, jako je draslík, sodík, olovo a zinek ve vysoké peci, může způsobit uvolnění uhlíkových cihel, prstencové trhliny a další škodlivé účinky.

Fyzikální a chemické korozní faktory se nadále vyskytují v nístěji a dnu pece a vzájemně se ovlivňují a poškozují nístěj a spodní žáruvzdorné materiály. Proto by při výběru žáruvzdorných materiálů pro nístěj a dno měly být výše uvedené faktory v souladu s konkrétní pecí. Aby byla zajištěna životnost, měly by být správně vybrány žáruvzdorné materiály s lepším komplexním výkonem.