高炉炉衬腐蚀分析

高炉炉衬腐蚀分析 2006-07-21 15:04 | (分类:默认分类)对炉衬破坏机理的分析：炉衬是以耐火材料砌筑的实体。它的作用在于构成高炉的工作空间，减少热损失，并保护炉壳和其它金属结构免受热应力和化学侵蚀。炉衬的寿命决定的寿命决定高炉一代寿命的长短。因高炉内不同部位发生不同的物理化学反应，所以需要具体分析各部位的破坏机理。一、 炉底破损分为两个阶段，初期是铁水渗入将砖漂浮而形成锅底形深坑，第二阶段是熔结层形成后的化学侵蚀。铁水渗入主要是高压铁水渗入砖缝中，渗入后会缓慢冷却，在1150凝固，在冷凝过程中体积膨胀，从而扩大了缝隙，如此互为因果，铁水渗入很深，由于铁水密度大于黏土砖、高铝砖和碳砖的密度，因此在铁水的静压力作用下砖会漂浮起来。而炉底坑下衬砖在长期的高温高压下，部分软化重新结晶，形成熔结层。这时炉衬损坏的主要原因转化为铁水中的碳将砖中二氧化硅还原成硅，并被铁水所吸收的化学侵蚀。SIO2+2【C】+【Fe】=【FeSi】+2CO 可见关键在于熔结层在那里形成，生产表明：采用炉底冷却的大高炉，炉底侵蚀深度约12m,而没有炉底冷却的高炉侵蚀深度达45m.从上述炉底破坏机理看出，影响炉底寿命的因素：首先是它承受的高温高压，其次是铁水和渣水在出铁时的流动对炉底的冲刷，再次炉底衬砖在加热过程中产生温度应力引起砖层的开裂。此外在高温下渣铁也对砖衬有化学侵蚀作用。二、 炉缸部位受的压力虽不是很大，但其他方面的影响仍然不可忽视。炉缸下部是盛渣铁液的地方，而且周期地进行聚积和排除，所以渣铁的流动，大量的煤气流等高温流体对炉衬的冲刷是主要的破坏因素。炉缸上部的风口带是温度最高区域，炉衬表面温度达13001500，碱性渣与酸性耐火砖化学性渣华，对炉缸砖衬是一个重要破坏因素。三、 炉腹距风口近，故高温热应力作用很大。由于炉腹倾斜受料柱压力和崩料、坐料时冲击力的影响。另外还承受初渣的化学侵蚀（FeO、MnO、CaO与SiO2反应），生产低熔点化合物，使砖衬表面软熔，在冲击力的作用下而脱落。在生产中，往往开炉不久这部分就被侵蚀掉，主要是通过冷却壁上的渣铁维持生产。四、 炉身中下部温度较高，热应力的影响较大，同时也受到初渣的化学侵蚀以及碱金属和锌的化学侵蚀。但是这部分特征的破坏为碳素沉积（2CO=CO2+C）这个反应一般在400700之间进行最快，虽然炉身下部墙表面温度高于700，但在炉衬内部确有碳素沉积的合适温度。因此碳素就会在炉衬中沉积，炉身上部沉积点位置靠近炉墙表面。当碳素沉积在缝隙中，在高温状态下，就会改变结晶的状态，体积增大，胀坏砖衬。 炉身上部，炉料比较坚硬，下降炉料的磨损和夹带大量炉尘的高速气流的冲刷是这部分炉衬破坏的主要原因。五、 炉候主要受到炉料下时的撞击作用，故都用金属护板加以保护。即如此，它仍会在高温下失去强度和由于高温分布不均匀而产生变形，炉内煤气流频繁变化时损坏更为严重。总之，对于大中型高炉说炉身部位是整个高炉的薄弱环节，这里虽然工作条件比下部好，但由于没有渣