ปัจจัยที่มีผลต่ออายุการใช้งานของวัสดุทนไฟในเตาหลอม

หลังจากการก่อสร้างเตาหลอมถลุงเสร็จสิ้นตั้งแต่การใช้งานจนถึงจุดสิ้นสุดของบริการเตาหลอมเมื่อวัสดุเข้าสู่กระบวนการจากมากไปน้อยและขั้นตอนการเพิ่มขึ้นของก๊าซในเตาหลอมของกระบวนการแลกเปลี่ยนความร้อนวัสดุทนไฟซับในเตากลางและบนจะเป็น ในสภาพการสึกหรอและการกัดเซาะในระยะยาว และส่วนล่างของตัวเตาหลอมคือเตาหลอม ซับด้านล่างถูกแช่ในเหล็กหลอมเหลวและตะกรัน ภายในเตาหลอมระเบิดยังคงอยู่ภายใต้อุณหภูมิสูงและแรงดันสูง ปัจจัยเหล่านี้โต้ตอบและส่งผลต่ออายุการใช้งานของเตาหลอม

มีหลายปัจจัยที่ส่งผลต่ออายุการใช้งานของวัสดุทนไฟเตา จนถึงขณะนี้ยังไม่มีมุมมองที่ชัดเจนและเป็นหนึ่งเดียวอย่างสมบูรณ์ มุมมองทั่วไปและสอดคล้องกันโดยทั่วไปสามารถสรุปปัจจัยที่มีอิทธิพลเหล่านี้ออกเป็นสองประเภท ได้แก่ การกระทำทางกายภาพและการพังทลายของสารเคมี

1. ผลของการกระทำทางกายภาพต่อวัสดุทนไฟของเตาไฟ:

(1) ความเครียดจากความร้อน อุณหภูมิของชั้นทำงานวัสดุทนไฟในส่วนเตาและจุดสัมผัสของเหลวตะกรันเหล็กสูงถึง 1350 ℃ อุณหภูมิน้ำหล่อเย็นของก้านทำความเย็นที่สัมผัสโดยชั้นฉนวนความร้อนอยู่ที่ 25 ~ 45 ℃เท่านั้น ความแตกต่างของอุณหภูมิในแนวรัศมีมีมาก ส่งผลให้เกิดความเครียดจากความร้อนอย่างมาก ภายใต้สภาพถนนที่มีอุณหภูมิสูงและความดันสูงในระยะยาว ความเค้นจากความร้อนและปฏิกิริยาทางกายภาพและทางเคมีอื่นๆ ส่งผลกระทบต่อกันและกัน ส่งผลให้เกิดปรากฏการณ์ความเสียหายต่างๆ เช่น การขยายตัวจากความร้อนและการหดตัวของวัสดุทนไฟ การแตกหัก และการบดเป็นผง

(2) กัดเซาะและสึกหรอ ในระหว่างการทำงานของเตาหลอม เตาหลอมที่บุวัสดุทนไฟจะตอบสนองต่อการไหลเวียนของเหล็กหลอมเหลวอย่างต่อเนื่องและการเพิ่มขึ้นและลดลงของระดับตะกรัน ภายใต้ผลกระทบของการกัดเซาะและการสึกหรอของอุณหภูมิสูงและแรงดันสูงเป็นเวลานาน ความต้านทานการสึกหรอของวัสดุทนไฟยังคงลดลง ซึ่งส่งผลต่ออายุการใช้งาน ผิวตะกรันที่เกิดขึ้นบนพื้นผิวสัมผัสเหล็กตะกรันอาจร่วงหล่นในระหว่างกระบวนการผันผวนของสภาพเตาหลอม ในเวลานี้ วัสดุทนไฟของซับในเตาเผาจะถูกขัดและขัดโดยตรงด้วยตะกรันเหล็กและเหล็กหลอมเหลว

(3) แรงโน้มถ่วงทางกายภาพ ระหว่างการใช้เตาหลอมเหล็กหลอมเหลว ตะกรันเหล็กหลอมเหลวจะถูกเติมลงในเตาอย่างต่อเนื่องและเหล็กหลอมที่สะสมอยู่ในชั้นเหล็กที่ตายแล้ว รวมทั้งผลกระทบของลมร้อนแรงดันสูงในเตาเผาที่ซ้อนทับกันเพื่อให้วัสดุทนไฟ ที่ด้านล่างของเตาหลอมมีแรงโน้มถ่วงทางกายภาพมากขึ้น . สำหรับชั้นอิฐคาร์บอนที่จุดเชื่อมต่อของเตาและก้นเตา แรงเหล่านี้มีบทบาทในการตัดเฉือน กำลังรับแรงอัดของอิฐคาร์บอนที่อุณหภูมิห้องคือ 20-40MPa และกำลังรับแรงดัดงอเพียง 7-15MPa ความแข็งแรงที่อุณหภูมิสูง เมื่ออุณหภูมิต่ำกว่าอุณหภูมิปกติ เมื่อความดันใกล้ถึงขีดจำกัดความแรง จะแตกหักง่าย หรือเกิดรอยแตกได้ง่าย ในเวลานี้ของเหลวตะกรันเหล็กจะบุกรุกเข้าไปในรอยแยกและรอยแตก การแทรกซึมและการกัดเซาะของเหล็กหลอมเหลว

(4) การลอยตัวของเหล็กหลอมเหลว ความหนาแน่นของวัสดุทนไฟมีขนาดเล็กกว่าเหล็กหลอมมาก และวัสดุทนไฟจะต้องลอยตัวสูงขึ้นในเหล็กหลอมเหลว โดยทั่วไปด้านล่างของเตาหลอมจะตั้งอยู่ใกล้เปลือกเตาซึ่งมีเส้นผ่านศูนย์กลางแคบลง และการอัดรีดโดยตรงและแรงเสียดทานของวัสดุทนไฟจะถูกนำมาใช้เพื่อลดแรงลอยตัว อย่างไรก็ตาม เมื่อแรงถึงขีดจำกัดของวัสดุทนไฟ ก็จะทำให้วัสดุทนไฟเสียรูปหรือกระทั่งแตกหักและทนทุกข์ทรมานต่อไป ผลของการลอยตัวจะตามมาด้วยความเสียหายที่รุนแรงขึ้นหรือกระทั่งการหล่นจากทุ่น

2. การโจมตีด้วยสารเคมี:

(1) การกัดกร่อนของคาร์บูไรซิ่งโลหะร้อน เหล็กหมูเป็นสารละลายไม่อิ่มตัวที่ประกอบด้วยคาร์บอนของเหล็กหลอมเหลวของเหล็กคาร์บอน ปริมาณคาร์บอนของเหล็กหมูโดยทั่วไปจะอยู่ที่ 4.5% ถึง 5.4% ในระหว่างกระบวนการผลิต ปริมาณคาร์บอนสัมพันธ์กับปัจจัยต่างๆ เช่น ปริมาตรของเตาหลอม แรงดันลมร้อนและกำลังการหลอมสูงสุด เท่าไหร่ไม่ชัดเจน ดังนั้นในระหว่างการทำงานของเตาหลอม ปฏิกิริยาคาร์บูไรซิ่งระหว่างเหล็กหลอมเหลวในเตาไฟและอิฐคาร์บอนจึงเกิดขึ้นเป็นครั้งคราว และโค้กและผงถ่านหินในเชื้อเพลิงก็สามารถถูกคาร์บูไรซ์ได้เช่นกัน การสัมผัสระยะยาวส่งผลต่ออิฐคาร์บอนในเตาไฟ ละลายการสูญเสียและการทำลายล้าง

(2) ปฏิกิริยารีดอกซ์ ในระหว่างกระบวนการผลิตเตาหลอม ปฏิกิริยาออกซิเดชัน-ลดการเกิดออกซิเดชันประเภทต่างๆ เกิดขึ้นในเตาหลอม เช่น ปฏิกิริยาน้ำ-แก๊สที่เกิดจากการรั่วของน้ำที่ทูเยเรและผนังหล่อเย็น ซึ่งจะทำให้เกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันของอิฐคาร์บอน ส่งผลให้คาร์บอนสูญเสียหรือกระทั่งแหลกลาญทำให้เกิดรอยร้าว ความแข็งแรงของอิฐคาร์บอนลดลง ชุดของปฏิกิริยาออกซิเดชัน-รีดิวซ์ของโลหะอัลคาไล เช่น โพแทสเซียม โซเดียม ตะกั่ว และสังกะสีในเตาหลอม อาจทำให้เกิดการคลายตัวของอิฐคาร์บอน รอยแตกของวงแหวน และผลเสียหายอื่นๆ

ปัจจัยการกัดกร่อนทางกายภาพและเคมียังคงเกิดขึ้นในเตาและด้านล่างของเตาหลอม และพวกมันมีปฏิสัมพันธ์ซึ่งกันและกัน และทำให้เตาเผาและวัสดุทนไฟด้านล่างเสียหาย ดังนั้นเมื่อเลือกวัสดุทนไฟที่เตาและด้านล่าง ปัจจัยข้างต้นควรเป็นไปตามเตาเผาเฉพาะ เพื่อให้มั่นใจถึงอายุการใช้งาน ควรเลือกวัสดุทนไฟที่มีประสิทธิภาพครอบคลุมดีกว่าอย่างถูกต้อง