Factores que influyen en la vida útil de los refractarios en el hogar de los altos hornos

Después de que se completa la construcción del alto horno, desde la puesta en uso hasta el final del servicio del horno, cuando el material entra en el proceso descendente y la etapa de subida del gas del horno del proceso de intercambio de calor, los refractarios del revestimiento del horno medio y superior son en un estado de desgaste y erosión a largo plazo, y la parte inferior del cuerpo del horno es el horno de solera. El revestimiento del fondo se ha sumergido en hierro fundido y escoria. El interior del alto horno continúa sometido a alta temperatura y alta presión. Estos factores interactúan y afectan la vida útil del alto horno.

Hay muchos factores que afectan la vida útil de los materiales refractarios del hogar. Hasta ahora, no ha habido una visión completamente clara y unificada. Los puntos de vista comunes y generalmente consistentes pueden resumir estos factores de influencia en dos categorías, a saber, acción física y erosión química.

1. El efecto de la acción física sobre el material refractario del hogar:

(1) Estrés térmico. La temperatura de la capa de trabajo refractaria en la parte del hogar y el punto de contacto del líquido de escoria de hierro es tan alta como 1350 ℃. La temperatura del agua de enfriamiento de la duela de enfriamiento contactada por la capa de aislamiento térmico es de solo 25 ~ 45 ℃. La diferencia de temperatura radial es grande, lo que resulta en una enorme tensión térmica. En condiciones de carreteras de alta temperatura y alta presión a largo plazo, el estrés térmico y otras interacciones físicas y químicas se afectan entre sí, lo que resulta en varios fenómenos de daño como la expansión y contracción térmica de materiales refractarios, fracturas y pulverización.

(2) Limpiar y desgastar. Durante el funcionamiento del alto horno, el refractario que reviste el hogar responde continuamente a la circulación de hierro fundido y al ascenso y descenso del nivel de escoria. Bajo el efecto de la erosión y el desgaste a alta temperatura y alta presión durante mucho tiempo, la resistencia al desgaste del refractario continúa disminuyendo, lo que afecta su vida útil. La piel de escoria formada en la superficie de contacto escoria-hierro también puede caer durante el proceso fluctuante de la condición del horno. En este momento, el material refractario del revestimiento del horno será directamente fregado y desgastado por la escoria de hierro y el hierro fundido.

(3) Gravedad física. Durante el uso del alto horno, la escoria de hierro fundido se agrega continuamente al hogar y el hierro fundido almacenado en la capa de hierro muerto, incluido el efecto del aire caliente a alta presión en el horno, superpuesto entre sí, de modo que el refractario en el fondo del horno soporta una mayor gravedad física. . Para la capa de ladrillos de carbón en la unión del hogar y el fondo del horno, estas fuerzas juegan un papel en el cizallamiento. La resistencia a la compresión de los ladrillos de carbono a temperatura ambiente es de 20 a 40 MPa y la resistencia a la flexión es de solo 7 a 15 MPa. La resistencia a altas temperaturas Cuando la temperatura es inferior a la temperatura normal, cuando la presión está cerca de su límite de resistencia, es fácil romper o producir grietas. En este momento, el líquido de escoria de hierro se inmiscuirá en las hendiduras y grietas. Infiltración y erosión del hierro fundido.

(4) La flotabilidad del hierro fundido. La densidad de los materiales refractarios es mucho menor que la del hierro fundido, y los materiales refractarios estarán sujetos a una flotabilidad ascendente en el hierro fundido. El fondo del horno generalmente se coloca cerca de la carcasa del horno con un cierto diámetro de estrechamiento, y la extrusión y fricción directas del refractario se utilizan para debilitar su flotabilidad. Sin embargo, cuando la fuerza alcanza el límite del refractario, hará que el refractario se deforme o incluso se rompa y continúe sufriendo. El efecto de la flotabilidad va seguido de daños más graves o incluso la caída de los flotadores.

2. Ataque químico:

(1) Corrosión por carburación de metales calientes. El arrabio es una solución insaturada que contiene carbono de hierro fundido de hierro-carbono. El contenido de carbono del arrabio se mantiene generalmente entre el 4.5% y el 5.4% durante el proceso de producción. El contenido de carbono está relacionado con factores como el volumen del alto horno, la presión del aire caliente y la resistencia a la fusión, y la cantidad más alta no está clara. Por lo tanto, durante el funcionamiento del alto horno, la reacción de carburación entre el hierro fundido en el hogar y los ladrillos de carbono se produce de vez en cuando, y el coque y el polvo de carbón en el combustible también pueden carburarse. El contacto a largo plazo afecta a los ladrillos de carbono del hogar. Derretir la pérdida y la destrucción.

(2) Reacción redox. Durante el proceso de producción del alto horno, se producen varios tipos de reacciones de oxidación-reducción en el hogar, como la reacción agua-gas causada por la fuga de agua en la tobera y la pared de enfriamiento, que provocará la oxidación de los ladrillos de carbono. , lo que da como resultado la pérdida de carbono o incluso la pulverización, provocando grietas. La resistencia de los ladrillos de carbono disminuye. Una serie de reacciones de oxidación-reducción de metales alcalinos como potasio, sodio, plomo y zinc en el alto horno pueden causar el aflojamiento de los ladrillos de carbono, grietas en los anillos y otros efectos dañinos.

Los factores de corrosión físicos y químicos continúan ocurriendo en el hogar y el fondo del horno, e interactúan entre sí y dañan el hogar y los refractarios del fondo. Por lo tanto, al seleccionar los materiales refractarios en el hogar y el fondo, los factores anteriores deben estar de acuerdo con el horno específico. Para garantizar la vida útil, los materiales refractarios con mejor rendimiento integral deben seleccionarse correctamente.