Factori care influențează durata de viață a materialelor refractare din vatra furnalului

După finalizarea construcției furnalului, de la punerea în funcțiune până la sfârșitul serviciului cuptorului, când materialul intră în procesul de descreștere și etapa de creștere a gazului cuptorului a procesului de schimb de căldură, refractarele de căptușeală de mijloc și de sus a cuptorului sunt într-o stare de uzură și eroziune pe termen lung, iar partea inferioară a corpului cuptorului este cuptorul cu vatră. Căptușeala inferioară a fost scufundată în fier topit și zgură. Interiorul furnalului continuă să fie sub temperatură ridicată și presiune ridicată. Acești factori interacționează și afectează durata de viață a furnalului.

Există mulți factori care afectează durata de viață a materialelor refractare pentru focar. Până acum, nu a existat o viziune complet clară și unificată. Opiniile comune și în general consecvente pot rezuma acești factori de influență în două categorii, și anume, acțiunea fizică și eroziunea chimică.

1. Efectul acțiunii fizice asupra materialului refractar al focarului:

(1) Stresul termic. Temperatura stratului de lucru refractar din partea vetrei și punctul de contact cu lichidul din zgură de fier este de până la 1350 ℃. Temperatura apei de răcire a doagei de răcire contactată de stratul de izolație termică este de numai 25 ~ 45 ℃. Diferența de temperatură radială este mare, rezultând un stres termic uriaș. În condiții de drumuri de înaltă temperatură și presiune pe termen lung, stresul termic și alte interacțiuni fizice și chimice se afectează reciproc, ducând la diferite fenomene de deteriorare, cum ar fi dilatarea și contracția termică a materialelor refractare, fracturi și pulverizare.

(2) Curățarea și uzura. În timpul funcționării furnalului, căptușeala refractară a focarului răspunde continuu la circulația fierului topit și la creșterea și scăderea nivelului de zgură. Sub efectul eroziunii și uzurii la temperaturi ridicate și la presiune înaltă, rezistența la uzură a refractarului continuă să scadă, ceea ce îi afectează durata de viață. Pielea de zgură formată pe suprafața de contact zgură-fier poate cădea și în timpul procesului fluctuant al stării cuptorului. În acest moment, materialul refractar al căptușelii cuptorului va fi curățat și abrazat direct de zgura de fier și fierul topit.

(3) Gravitația fizică. În timpul utilizării furnalului, zgura de fier topit adăugată în mod continuu la vatră și fierul topit depozitat în stratul de fier mort, inclusiv efectul aerului cald de înaltă presiune în cuptor, suprapus unul peste altul, astfel încât refractarul în partea de jos a cuptorului poartă o greutate fizică mai mare. . Pentru stratul de cărămidă de carbon de la joncțiunea dintre focar și fundul cuptorului, aceste forțe joacă un rol în forfecare. Rezistența la compresiune a cărămizilor de carbon la temperatura camerei este de 20-40MPa, iar rezistența la încovoiere este de numai 7-15MPa. Rezistența la temperaturi ridicate Când temperatura este mai mică decât temperatura normală, când presiunea este aproape de limita sa de rezistență, este ușor să se rupă sau să producă fisuri. În acest moment, lichidul de zgură de fier va pătrunde în crăpături și fisuri. Infiltrarea și eroziunea fierului topit.

(4) Flotabilitatea fierului topit. Densitatea materialelor refractare este mult mai mică decât cea a fierului topit, iar materialele refractare vor fi supuse la flotabilitate în sus în fierul topit. Fundul cuptorului este în general așezat lângă carcasa cuptorului cu un anumit diametru de îngustare, iar extrudarea directă și frecarea refractarului sunt folosite pentru a slăbi flotabilitatea acestuia. Cu toate acestea, atunci când forța atinge limita refractarului, va face ca refractarul să se deformeze sau chiar să se rupă și va continua să sufere. Efectul plutirii este urmat de daune mai severe sau chiar de căderi de pe flotoare.

2. Atacul chimic:

(1) Coroziunea de cementare a metalului fierbinte. Fonta brută este o soluție nesaturată care conține carbon de fier topit cu carbon. Conținutul de carbon al fontei este menținut, în general, la 4.5% până la 5.4% în timpul procesului de producție. Conținutul de carbon este legat de factori precum volumul furnalului, presiunea aerului cald și rezistența la topire, iar cea mai mare Cât de mult nu este clar. Prin urmare, în timpul funcționării furnalului, reacția de carburare dintre fierul topit din vatră și cărămizile de carbon are loc din când în când, iar cocsul și pulberea de cărbune din combustibil poate fi, de asemenea, carburată. Contactul pe termen lung afectează cărămizile de carbon din vatră. Pierderea prin topire și distrugerea.

(2) Reacție redox. În timpul procesului de producție al furnalului, în vatră apar diferite tipuri de reacții de oxidare-reducere, cum ar fi reacția apă-gaz cauzată de scurgerea apei la tuyeră și peretele de răcire, care va provoca oxidarea cărămizilor de carbon. , ducând la pierderea carbonului sau chiar la pulverizare, provocând fisuri. Rezistența cărămizilor de carbon scade. O serie de reacții de oxidare-reducere ale metalelor alcaline, cum ar fi potasiul, sodiul, plumbul și zincul în furnal poate provoca slăbirea cărămizilor de carbon, fisuri inelare și alte efecte dăunătoare.

Factorii de coroziune fizici și chimici continuă să apară în focar și fundul cuptorului și interacționează între ei și deteriorează focarul și materialele refractare de la fund. Prin urmare, atunci când se selectează materialele refractare la vatră și la fund, factorii de mai sus ar trebui să fie în conformitate cu cuptorul specific. Pentru a asigura durata de viață, materialele refractare cu performanțe mai bune trebuie selectate corect.