Fatores que influenciam a vida útil de refratários no coração do alto-forno

Após a construção do alto-forno ser concluída, desde a colocação em uso até o fim do serviço do forno, quando o material entra no processo descendente e na fase de subida do gás do forno do processo de troca de calor, os refratários de revestimento do forno médio e superior são em um estado de desgaste e erosão de longo prazo, e a parte inferior do corpo da fornalha é a fornalha. O revestimento inferior foi imerso em ferro fundido e escória. O interior do alto-forno continua sob alta temperatura e alta pressão. Esses fatores interagem e afetam a vida útil do alto-forno.

Muitos fatores afetam a vida útil dos materiais refratários de soleira. Até agora, não houve uma visão totalmente clara e unificada. Visões comuns e geralmente consistentes podem resumir esses fatores de influência em duas categorias, a saber, ação física e erosão química.

1. O efeito da ação física no material refratário da lareira:

(1) Tensão térmica. A temperatura da camada de trabalho refratária na parte da soleira e o ponto de contato do líquido da escória de ferro é tão alta quanto 1350 ℃. A temperatura da água de resfriamento da barreira de resfriamento contatada pela camada de isolamento térmico é de apenas 25 ~ 45 ℃. A diferença de temperatura radial é grande, resultando em enorme estresse térmico. Sob condições de estrada de alta temperatura e alta pressão de longo prazo, o estresse térmico e outras interações físicas e químicas afetam uns aos outros, resultando em vários fenômenos de danos, como expansão e contração térmica de materiais refratários, fraturas e pulverização.

(2) Desgaste e desgaste. Durante a operação do alto-forno, o revestimento refratário da soleira responde continuamente à circulação do ferro fundido e à elevação e queda do nível de escória. Sob o efeito de alta temperatura e erosão de alta pressão e desgaste por um longo tempo, a resistência ao desgaste do refratário continua diminuindo, o que afeta sua vida útil. A película de escória formada na superfície de contato escória-ferro também pode cair durante o processo de flutuação da condição do forno. Nesse momento, o material refratário do revestimento do forno será diretamente polido e desgastado pela escória de ferro e pelo ferro fundido.

(3) Gravidade física. Durante o uso do alto-forno, a escória de ferro fundido continuamente adicionada à lareira e o ferro fundido armazenado na camada de ferro morto, incluindo o efeito do ar quente de alta pressão no forno, sobrepostos uns aos outros, de modo que o refratário no fundo da fornalha tem maior gravidade física. . Para a camada de tijolo de carbono na junção da soleira com o fundo do forno, essas forças desempenham um papel no cisalhamento. A resistência à compressão dos tijolos de carbono à temperatura ambiente é de 20-40 MPa, e a resistência à flexão é de apenas 7-15 MPa. A resistência em altas temperaturas Quando a temperatura está abaixo da temperatura normal, quando a pressão está próxima do limite de resistência, é fácil quebrar ou produzir trincas. Nesse momento, o líquido de escória de ferro penetrará nas fendas e rachaduras. Infiltração e erosão do ferro fundido.

(4) A flutuabilidade do ferro fundido. A densidade dos materiais refratários é muito menor do que a do ferro fundido, e os materiais refratários serão submetidos a flutuabilidade ascendente no ferro fundido. O fundo do forno é geralmente colocado próximo ao casco do forno com um certo diâmetro de estreitamento, e a extrusão direta e o atrito do refratário são usados ​​para enfraquecer sua flutuabilidade. No entanto, quando a força atinge o limite do refratário, fará com que o refratário se deforme ou mesmo quebre e continue a sofrer. O efeito de flutuabilidade é seguido por danos mais severos ou mesmo queda de flutuadores.

2. Ataque químico:

(1) Corrosão cementativa de metal quente. O ferro-gusa é uma solução insaturada contendo carbono de ferro fundido com carbono. O teor de carbono do ferro-gusa é geralmente mantido em 4.5% a 5.4% durante o processo de produção. O teor de carbono está relacionado a fatores como volume do alto-forno, pressão de ar quente e força de fundição, e quanto mais alto não está claro. Portanto, durante a operação do alto-forno, a reação de cementação entre o ferro fundido na soleira e os tijolos de carbono ocorre de tempos em tempos, e o coque e o pó de carvão no combustível também podem ser carbonetados. O contato de longo prazo afeta os tijolos de carbono da lareira. Perda e destruição do derretimento.

(2) Reação redox. Durante o processo de produção do alto-forno, vários tipos de reações de oxidação-redução ocorrem na soleira, como a reação água-gás causada pelo vazamento de água no tuyere e na parede de resfriamento, que irá causar a oxidação dos tijolos de carbono , resultando em perda de carbono ou mesmo pulverização, causando trincas. A resistência dos tijolos de carbono diminui. Uma série de reações de oxidação-redução de metais alcalinos como potássio, sódio, chumbo e zinco no alto-forno pode causar o afrouxamento dos tijolos de carbono, rachaduras no anel e outros efeitos prejudiciais.

Fatores de corrosão física e química continuam a ocorrer na lareira e no fundo do forno, e eles interagem entre si e danificam a lareira e os refratários do fundo. Portanto, ao selecionar os materiais refratários na lareira e no fundo, os fatores acima devem estar de acordo com o forno específico. Para garantir a vida útil, os materiais refratários com melhor desempenho abrangente devem ser selecionados corretamente.