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出铁口孔道的磨蚀和提高炮泥耐磨蚀性的办法

编辑:耐火浇注料   时间:2020-12-17    浏览:   
     高炉出铁口在开铁口时有时需要用氧气烧铁口,在出铁后期(堵塞出铁口前)可能会有焦炭颗粒和炽热的煤气从铁 口内喷射出来,对铁口造成一定损毁,整个出铁过程对铁口孔道壁造成磨蚀的只有高温熔渣和铁水,所以探讨铁口通 道的磨蚀主要应考虑熔渣和铁水与炮泥材料的物理化学作用。有人根据微观组织结构的不同,将出铁过程中熔渣和铁 水对出铁口孔道内壁的磨蚀作用分为3种形式。


     1)介质对炮泥骨料微凸体部分的“变形性”磨蚀。

     2)介质对炮泥基质部分的“犁沟状”磨蚀。

     3)介质对整个出铁通道表面的“黏着性”磨蚀。

     其中对骨料微凸体部分的磨蚀,主要由摩擦介质引起的变形损伤积累造成。对骨料结合部分即基质部分的磨蚀主要为熔渣、铁水的化学熔蚀和冲洗作用形成的类似犁沟状的侵蚀。黏着磨损则是熔渣、铁水在摩擦表面形成一个较为 完整的摩擦膜,均匀地进行磨蚀。针对熔渣和铁水造成炮泥材料磨蚀的3种形式,可以采取以下技术措施减缓其磨损速率,延长出铁时间。

     1)为了减缓铁水熔渣对骨料微凸体部分磨蚀,应选用硬度大、热震稳定性好、高耐蚀性的耐火原料用作粗骨料, 如棕刚玉(黑刚玉)、莫来石或优质高铝熟料等。一般选用的粗骨料颗粒直径≤3mm,形状最好为棱角状,便于与基质 形成穿叉结构,配比在30%左右。另外,炮泥配比中为了帮助结合剂挥发分的外逸和形成良好的开口性而配入的焦炭 颗粒,应避免以粗粒形式配入,因为焦炭颗粒具有中等硬度,并且有40%~50%的气孔率,耐磨蚀性较差。反之,焦炭颗粒如果以小颗粒形式配人,则可以填充于耐火粗骨料之内,其表面被铁水熔渣摩擦的程度也会降低。一般焦炭颗 粒以≤0.2mm小颗粒形式配入。

     2)为了减缓铁水熔渣对基质部分的犁沟状侵蚀,首先应采用高残炭值的焦油沥青,一般炮泥采用的焦油沥青结合 剂的综合残炭值应达34%~36%。因为,焦油沥青的残炭值越高,其炭化后形成的炭网络结构就越致密,强度越高, 耐铁水熔渣的冲刷效果就越好。其次,高铝砖在保证高炉炮泥打泥压力的情况下,尽可能的减少结合剂的加入量。因为结合 剂减少,炮泥中的挥发分就降低,硬化后的气孔率下降,致密度提高,耐冲刷性自然得到提高。另外,为了减缓铁水 熔渣对基质部分的侵蚀,最好采用比骨料部分质量高一级别的耐火料用作细粉部分,如骨料使用高铝熟料,细粉使用棕刚玉粉等。因为与骨料相比,细粉部分处于未烧结状态,杂质含量高,密度低,如果采用与骨料相同级别的原料, 势必侵蚀得比骨料快,如果采用比骨料级别更高的原料,就可以减缓基质的侵蚀。采用高一级别的原料用作细粉部分,其与骨料的侵蚀速度基本一致,整个材料的侵蚀速度降低。此外,制备炮泥时混炼的均匀性也十分重要,这点常 常被忽略。炮泥混炼的基本要求是:混炼时间必须足够长,一定不能出现“干料”及“白料”,细粉必须将颗粒充分 包裹,这样也可以防止炮泥局部侵蚀过快出现“犁沟”。

     3)为了减缓铁水熔渣对整个出铁通道表面的“黏着性”磨蚀,河南耐火砖主要应提高材料的强度和致密度,另外需要改善出 铁通道表面的形态。如果铁口孔道内壁表面能形成一个“涂层”,就可以有效的防止铁水熔渣对炮泥基体的侵蚀。

     炮泥的结合剂主要是焦油和沥青,含有大量挥发分,当炮泥被压入充填到铁口内后,随着温度的急剧升高,结合剂中的挥发分急剧向外逃逸,从而导致炮泥烧结后形成的烧结体为多孔体。要想提高炮泥的致密度和强度,单从结合 剂和原料配比方面调整是不够的,最有效的办法是添加氮化硅铁。在高温出铁状态下,炮泥中的C组分可以与氮化硅 铁(Si,N+Fe)反应生成新结合项SiC,新生成的结合项SiC一般会充填在炮泥基质的空隙中或铁口通道的表面层,这使 得炮泥的强度和致密度提高,侵蚀减缓。

     实践表明,在炮泥配比中添加能形成氧化物陶瓷结合的组分对提高炮泥的烧结强度和致密度也有一定的效果,如 黏土、绢云母、膨润土、石英砂、叶腊石等。在炮泥中加入金属细粉,如金属Al、si、Al—Mg合金等,理论上也应该 有较好的效果,但由于金属粉价格昂贵,形成炮泥致密度又差,添加后性价比不高,一般很少使用。

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