混铁炉耐火材料炉衬蚀损的调查与分析

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1、混铁炉耐火材料炉衬蚀损的调查与分析徐国涛　徐静波　杜鹤桂摘　要　进行了600t混铁炉的耐火材料蚀损调查与分析,认为Al2O3-SiC-C砖的蚀损出铁口以亚铁渣氧化熔蚀为主,前墙以渣蚀渗透这主。关键词　混铁炉　耐火材料　蚀损INVESTIGATIONANDANALYSISONWRECKAGEOFREFRACTORYLININGINHOTMETALMIXERXuGuotao　XuJingboWuhanIron&SteelCorp.DuHeguiNortheasternUniversitySynopsis　Causesforwreckimgoftherefract

2、oryliningin600tonhotmetalmixerhavebeeninvestigatedandanalyzed.ResultsshowthatthewrecckageofAl2O3-SiC-Cbricksusedintheliningoftapholeisprimarilyduetooxidation-meltingofFeOslagandwreckingofbricksinthefrontwallisoutoftheslagpenetrationreaction.Keywords　Hotmetalmixer　refractroy　wreck1　

3、前　言　　混铁炉的功能在于混匀铁水,均温提质。目前,国内武钢、首钢、太钢、包钢、重钢等厂由于各种原因,仍然使用600t混铁炉,其使用寿命在1～2年,维修任务比较频繁,成本也较高。由于不定时的高温回炉钢水的影响,以及KR法脱硫后铁水的温度变化难以控制,造成混铁炉的温度波动较大,炉衬的热应力破坏严重,加之高炉渣碱度为1.0～1.03左右,酸性渣对耐火材料的侵蚀较大,总体上讲混铁炉寿命较低。实际操作中,常通过修补料修补出铁口及炉底,但因粘附能力差,砖衬变质层氧化而形成裂纹,造成粘附层易起拱上浮,效果差,材料消耗量大,生产成本增高。为了弄清混铁炉内耐火材料的侵蚀状况

4、,在武钢二炼钢厂600t混铁炉2号炉大修期间,对炉衬的蚀损进行了调查,分析了残砖的结构与性能,以探讨其侵蚀机理,改进耐火材料的品质及砌筑维护工艺水平,以提高混铁炉的使用寿命与工作效率。2　混铁炉残砖状况及分析　　混铁炉内砌砖大致可分为工作层与保温层,蚀损取样主要在工作层。　　炉顶为高铝砖干砌;出铁口使用了镁砖及Al2O3-SiC-C砖,湿砌;前墙使用了不烧铝碳化硅碳砖,湿砌;后墙用镁砖干砌;炉底用镁砖干砌。　　干砌的砖缝一般不大于1.5～2mm,湿砌的砖缝一般不大于2mm。　　1998年2月二炼钢厂2号混铁炉大修,拆出铁口时,发现使用的不烧铝碳化硅炭砖残砖砖

5、质轻,砖中粗颗粒大,外观呈黑色,不耐磨不耐蚀,平砌砖345mm的长度蚀损掉1/3至2/3,表面挂铁渣层厚5～16mm。工作层疏松、多孔,砖背热面有氧化现象,表层泛红白色、厚3～5mm,残砖气孔率19%,体积密度2.52g/cm3。　　拱顶3环高铝砖仅热面一环有20～36mm的变质层,为铁系粘附物及少量的低熔点出物。　　炉前墙铝碳化硅炭砖的渣反应层厚度约15～32mm,变质层厚达48～60mm,切割残砖,发现沿砖缝铁水渗入深度在50～140mm,并横向渗入砖中的孔隙内,形成0.2～1mm宽、长不等的铁相弥散状分布带,少量铁粒可达2×5mm,残砖的气孔率17%,

6、体积密度为2.76g/cm3。　　炉底镁砖侵蚀均匀,工作层及变质层的厚度约3～5mm,且结构致密。　　对残砖进行了化学分析,C1为出铁口用铝碳化硅炭砖,Cq为前墙用铝碳化硅炭砖,以1号表示近热面30mm以内的样品成分,2号表示近热面30～60mm以内的样品成分,结果如表1示。表1　混铁炉炉衬残砖的化学成分/%(wt)品种编号SiO2Al2O3CaOMgOTFeFe2O3SiC+SiO2C铝C1-113.4253.880.33---0.379.32碳化硅C1-2-65.8510.331.41--12.33-炭砖Cq-115.24-1.14---＜0.1013.

7、03　Cq-219.4858.032.950.84--0.47-铁渣Sf-17.221.941.900.8960.3184.74--3　镁砖残砖3.1　镁砖残砖　　镁砖残砖显微镜下呈桔黄色,工作层厚度2～3mm。从蚀损状况看可分成四个层带。未变带:矿物以方镁石为主,其间有少量橄榄石与硅酸盐相充填,晶粒尺寸在0.02～0.26mm,一般为0.088mm；白色过渡带:(厚0.08～0.56mm)方镁石晶粒长大,橄榄石及玻璃相较少；棕褐色已变带:(厚0.08～0.4mm)方镁石晶间有大量铁酸镁生成，呈细小柱状、粒状,少量硅酸盐及零星气孔分布其间；灰黑色工作带:(厚

8、1～2mm)矿物以橄榄石为主,呈板柱状、粒状,均匀密