Czynniki wpływające na żywotność materiałów ogniotrwałych w palenisku wielkiego pieca

Po zakończeniu budowy wielkiego pieca, od oddania do użytku do zakończenia eksploatacji pieca, kiedy materiał wchodzi w proces opadania i etap wznoszenia gazu piecowego procesu wymiany ciepła, materiały ogniotrwałe wyłożenia środkowego i górnego pieca są w długotrwałym stanie zużycia i erozji, a dolna część korpusu pieca to piec paleniskowy. Dolna podszewka została zanurzona w stopionym żelazie i żużlu. We wnętrzu wielkiego pieca nadal panuje wysoka temperatura i wysokie ciśnienie. Czynniki te oddziałują na siebie i wpływają na żywotność wielkiego pieca.

Istnieje wiele czynników, które wpływają na żywotność materiałów ogniotrwałych paleniska. Do tej pory nie było całkowicie jasnego i jednolitego poglądu. Powszechne i ogólnie spójne poglądy można podsumować te czynniki wpływające na dwie kategorie, a mianowicie działanie fizyczne i erozja chemiczna.

1. Wpływ działania fizycznego na materiał ogniotrwały paleniska:

(1) Stres termiczny. Temperatura ogniotrwałej warstwy roboczej w części paleniska i punktu kontaktu z cieczą żużla żelaznego wynosi aż 1350℃. Temperatura wody chłodzącej klepki chłodzącej stykającej się z warstwą izolacji cieplnej wynosi tylko 25 ~ 45 ℃. Promieniowa różnica temperatur jest duża, co powoduje ogromne naprężenia termiczne. W długotrwałych warunkach drogowych o wysokiej temperaturze i wysokim ciśnieniu naprężenia termiczne oraz inne interakcje fizyczne i chemiczne wpływają na siebie wzajemnie, powodując różne zjawiska niszczenia, takie jak rozszerzalność cieplna i kurczenie materiałów ogniotrwałych, pęknięcia i sproszkowanie.

(2) szorować i nosić. Podczas pracy wielkiego pieca wyłożenie ogniotrwałe paleniska stale reaguje na cyrkulację stopionego żelaza oraz wzrost i spadek poziomu żużla. Pod wpływem wysokiej temperatury i wysokiego ciśnienia erozji i zużycia przez długi czas, odporność na zużycie materiału ogniotrwałego nadal spada, co wpływa na jego żywotność. Powłoka żużla utworzona na powierzchni styku żużel-żelazo może również odpadać podczas zmieniającego się procesu stanu pieca. W tym czasie materiał ogniotrwały wyłożenia pieca będzie bezpośrednio czyszczony i ścierany przez żużel żelazny i roztopione żelazo.

(3) Grawitacja fizyczna. Podczas użytkowania wielkiego pieca roztopiony żużel żelazny dodawany jest w sposób ciągły do ​​paleniska i roztopione żelazo przechowywane w martwej warstwie żelaza, w tym efekt gorącego powietrza pod wysokim ciśnieniem w piecu, nakładają się na siebie, tak że materiał ogniotrwały na dnie pieca ma większą grawitację fizyczną. . W przypadku warstwy cegieł węglowych na styku paleniska i dna pieca siły te odgrywają rolę w ścinaniu. Wytrzymałość na ściskanie cegieł węglowych w temperaturze pokojowej wynosi 20-40 MPa, a wytrzymałość na zginanie tylko 7-15 MPa. Wytrzymałość w wysokich temperaturach Gdy temperatura jest niższa niż normalna, gdy ciśnienie zbliża się do granicy wytrzymałości, łatwo jest pęknąć lub spowodować pęknięcia. W tym czasie płynny żużel żelazny wniknie w szczeliny i pęknięcia. Infiltracja i erozja stopionego żelaza.

(4) Wyporność stopionego żelaza. Gęstość materiałów ogniotrwałych jest znacznie mniejsza niż w przypadku roztopionego żelaza, a materiały ogniotrwałe będą w roztopionym żelazie poddane wyporowi w górę. Dno pieca jest na ogół ustawione w pobliżu płaszcza pieca z pewną zwężoną średnicą, a bezpośrednie wytłaczanie i tarcie materiału ogniotrwałego służy do osłabienia jego wyporu. Jednak gdy siła osiągnie granicę materiału ogniotrwałego, spowoduje odkształcenie lub nawet pęknięcie materiału ogniotrwałego i dalsze cierpienie. Efekt wyporu pociąga za sobą poważniejsze uszkodzenia lub nawet spadanie pływaków.

2. Atak chemiczny:

(1) Korozja nawęglana na gorąco. Surówka jest zawierającym węgiel nienasyconym roztworem stopionego żelaza żelazo-węgiel. Zawartość węgla w surówce jest na ogół utrzymywana na poziomie od 4.5% do 5.4% podczas procesu produkcyjnego. Zawartość węgla jest powiązana z takimi czynnikami, jak objętość wielkiego pieca, ciśnienie gorącego powietrza i wytrzymałość przy wytopie, a najwyższe Ile nie jest jasne. Dlatego podczas pracy wielkiego pieca od czasu do czasu zachodzi reakcja nawęglania pomiędzy roztopionym żelazem w palenisku a cegłami węglowymi, a koks i proszek węglowy w paliwie również mogą być nawęglane. Długotrwały kontakt wpływa na cegiełki węglowe w palenisku. Utrata stopu i zniszczenie.

(2) Reakcja redoks. Podczas procesu produkcyjnego wielkiego pieca w palenisku zachodzą różnego rodzaju reakcje oksydacyjno-redukcyjne, takie jak reakcja wodno-gazowa spowodowana wyciekiem wody przy dyszy i ścianie chłodzącej, co spowoduje utlenienie cegieł węglowych , co powoduje utratę węgla lub nawet sproszkowanie, powodując pęknięcia. Zmniejsza się wytrzymałość cegieł węglowych. Szereg reakcji utleniania-redukcji metali alkalicznych, takich jak potas, sód, ołów i cynk w wielkim piecu może powodować rozluźnienie cegieł węglowych, pękanie pierścieni i inne szkodliwe skutki.

W palenisku i dnie pieca nadal występują czynniki korozji fizycznej i chemicznej, które oddziałują ze sobą i uszkadzają materiały ogniotrwałe paleniska i dna. Dlatego przy doborze materiałów ogniotrwałych na palenisku i dnie powyższe czynniki powinny być zgodne z konkretnym piecem. Aby zapewnić żywotność, materiały ogniotrwałe o lepszej wszechstronnej wydajności powinny być odpowiednio dobrane.