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      礦熱爐出鐵口爐眼磚如何延長(cháng)使用壽命?
      • 時(shí)間:2021.09.14
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      礦熱爐出鐵口爐眼磚如何延長(cháng)使用壽命? 出鐵口爐眼磚也叫渣鐵口爐眼磚,多用在有色金屬冶煉行業(yè)比如:硅鐵、工業(yè)硅、硅錳等電爐中的爐眼部位,根據冶煉電爐的功率大小可定制加工不同形狀及尺寸的產(chǎn)品。 出鐵口爐眼磚采用炭—碳化硅磚代替碳磚的可行性:出鐵口是爐襯高溫部位向外界過(guò)渡的地方,赤熱的液態(tài)金屬對出鐵口產(chǎn)生機械沖刷和高溫侵蝕的作用。比如在硅鐵冶煉電爐中:我們用光學(xué)測溫測得在硅鐵電爐爐況正常時(shí),從鐵口流出的75%硅鐵溫度為1600℃左右。因此設計中的出鐵口磚應按耐火度要≥1850℃考慮,即可滿(mǎn)足要求,另外炭—碳化硅磚有較高的熱導率,比炭磚的導熱系數要高,局部的高溫較其它耐火材料更容易擴散。 氮碳化硅磚是以碳化硅(SiC)為骨料,配以工業(yè)硅粉、攪拌均勻、沖壓成型,厚度要適中,不能太厚,太厚氮滲透率低,產(chǎn)品的性能降低,在高溫下氮化燒結而成,3Si+2N2=Si3N4,該反應生成纖維狀的Si3N4,將SiC顆粒緊密地結合在一起,形成三維空間網(wǎng)格結構,獲得高的強度。同時(shí)N2把顆粒中的氧置換出來(lái),獲得很強的抗氧化性能,此產(chǎn)品含碳化硅70%~75%,氮化硅18...

      礦熱爐出鐵口爐眼磚如何延長(cháng)使用壽命?

      出鐵口爐眼磚也叫渣鐵口爐眼磚,多用在有色金屬冶煉行業(yè)比如:硅鐵、工業(yè)硅、硅錳等電爐中的爐眼部位,根據冶煉電爐的功率大小可定制加工不同形狀及尺寸的產(chǎn)品。

      出鐵口爐眼磚采用炭—碳化硅磚代替碳磚的可行性:出鐵口是爐襯高溫部位向外界過(guò)渡的地方,赤熱的液態(tài)金屬對出鐵口產(chǎn)生機械沖刷和高溫侵蝕的作用。比如在硅鐵冶煉電爐中:我們用光學(xué)測溫測得在硅鐵電爐爐況正常時(shí),從鐵口流出的75%硅鐵溫度為1600℃左右。因此設計中的出鐵口磚應按耐火度要≥1850℃考慮,即可滿(mǎn)足要求,另外炭—碳化硅磚有較高的熱導率,比炭磚的導熱系數要高,局部的高溫較其它耐火材料更容易擴散。

      氮碳化硅磚是以碳化硅(SiC)為骨料,配以工業(yè)硅粉、攪拌均勻、沖壓成型,厚度要適中,不能太厚,太厚氮滲透率低,產(chǎn)品的性能降低,在高溫下氮化燒結而成,3Si+2N2=Si3N4,該反應生成纖維狀的Si3N4,將SiC顆粒緊密地結合在一起,形成三維空間網(wǎng)格結構,獲得高的強度。同時(shí)N2把顆粒中的氧置換出來(lái),獲得很強的抗氧化性能,此產(chǎn)品含碳化硅70%~75%,氮化硅18%~25%。此材質(zhì)優(yōu)點(diǎn)是高溫下強度高,良好的熱震性和抗堿侵蝕性,低的熱膨脹率,良好抗氧化性,抗金屬和爐渣沖刷、抗腐蝕性和氣體的侵蝕性。缺點(diǎn)是Si3N4在蒸汽的作用下抗氧化作用下降,在800℃以上水蒸氣會(huì )分解Si3N4,高溫下暴露在空氣中會(huì )縮短使用壽命。另外受其結構及氮化效果影響,氮碳化硅磚厚度也受限制。

      氮碳化硅磚在高溫情況下具有強度高,良好的熱震性和抗堿侵蝕性,低的熱膨脹率,良好抗氧化性,抗金屬和爐渣沖刷、抗腐蝕性等優(yōu)異的性能,但是若砌筑方式及使用才做不當其損壞也非常迅速,根據其物化性能及日常使用經(jīng)驗分析出如下幾點(diǎn)損壞因素及維護預防措施。

      一:化學(xué)反應破壞及預防

      氮碳化硅磚的破壞主要是SiC被破壞為主,具體反應式如下:SiC+Fe=FeSi+C,而作為爐眼及周邊爐墻很難達到次反應溫度(約1100℃),同時(shí)氮化硅是很難被破壞的,而且在1200℃以下幾乎不會(huì )被氧化,氮碳化硅磚中的Si3N4在水蒸氣的作用下抗氧化能力會(huì )明顯減弱,在800℃以上水蒸氣就能開(kāi)始分解Si3N4。

      預防措施:①必須安裝開(kāi)堵?tīng)t眼機并配入無(wú)水泥球進(jìn)行開(kāi)眼和堵眼操作,取消原來(lái)的黃泥堵眼。無(wú)水泥球高溫作用下燒結成型具有良好的封堵效果,同時(shí)機械堵眼保證了堵眼深度,延長(cháng)出鐵口使用周期,此外無(wú)水泥球對爐眼具有一定的修復效果:②減少吹氧出鐵,因為吹氧過(guò)程中爐眼溫度局部過(guò)高,此時(shí)氧氣、水汽以及吹氧管中Fe等對氮碳化硅磚的破壞相當嚴重:同時(shí)嚴禁水淋、水堵等違章操作:③在換眼后需及時(shí)進(jìn)行修眼操作,保證出鐵口外側氮碳化硅的密封效果:④盡可能保證干料入爐,減少水冷設備漏水。

      二:物理機械破壞及預防
      氮碳化硅磚雖具有很高的機械強度,但是在熱應力的作用下強度很明顯下降,日常使用過(guò)程中開(kāi)眼機鉆桿積壓、震動(dòng)及出鐵過(guò)程中拉眼操作是主要原因。
      預防措施:①選擇合適尺寸的開(kāi)眼機鉆頭,在保證排渣正常情況下盡可能選擇稍小的鉆頭,爐眼使用前期可選擇使用φ70mm鉆桿,后期可增至φ80mm ②堵眼過(guò)程中保證泥球用量,使其起到較好的修復效果,以降低拉眼過(guò)程中造成的損傷“③條件允許情況下盡可能減少出鐵爐次,降低爐眼使用頻率④定期修眼,必要時(shí)進(jìn)行封眼操作。
      總結:(1)使用氮化硅結合氮碳化硅磚作為錳硅礦熱爐的出鐵口配合使用開(kāi)堵眼機,有利于延長(cháng)出鐵口使用周期和提高使用質(zhì)量,有利于改進(jìn)各項技術(shù)經(jīng)濟指標和提高產(chǎn)量。(2)氮碳化硅磚也有明顯的缺點(diǎn),必須嚴格按照操作規程使用、維護、堵眼封眼操作。(3)砌筑過(guò)程中需保證其密封性,盡可能使用相同材質(zhì)砌筑或將接縫處薄弱環(huán)節延至“死料區”,防止因膨脹系數差異及高溫渣鐵侵蝕造成的損壞。

      礦熱爐爐眼磚如何延長(cháng)使用壽命?

      爐眼部位每次出鐵工人需要用燒穿器、圓鋼、碳棒等燒開(kāi)爐眼,出完鐵后,還需要用泥球等堵住出鐵口。
      礦熱爐的爐眼損壞的機理主要包括氧化侵蝕和機械沖刷侵蝕。
      爐眼受到高溫爐氣、熔化的硅水以及高溫爐渣的侵蝕和機械沖刷,導致?tīng)t眼直徑越來(lái)越大,后期堵眼困難,就會(huì )出現跑眼和噴火現象,嚴重影響礦熱爐的正常使用和經(jīng)濟效益。
      通過(guò)長(cháng)期的實(shí)踐中我們發(fā)現,采用氮化硅結合碳化硅爐眼磚,可延長(cháng)爐眼使用壽命。
      氮化硅結合碳化硅磚高溫下強度高,有良好的抗熱震性和抗堿侵蝕性,低的熱膨脹率,良好的抗金屬和爐渣沖刷、抗腐蝕性氣體侵蝕能力強等明顯優(yōu)點(diǎn)。但其也有明顯的缺點(diǎn),由于氮化硅結合碳化硅磚具有良好的熱導性,高溫下暴露于空氣中會(huì )縮短其使用周期.因此作為出鐵口須用鋼板很大限度地密封;其次是坯體的厚度不能過(guò)厚,過(guò)厚氮化不透或不均勻,強度都會(huì )下降,影響整體壽命。
      氮化硅結合碳化硅磚的破壞主要是SiC被破壞為主,其含量約占70%~75%,在1100℃時(shí)就會(huì )與Fe發(fā)生反應,從而受到破壞,具體反應式如下:
      SiC+Fe=FeSi+C
      雖然反應進(jìn)行的開(kāi)始溫度低,但是FeSi的熔點(diǎn)為1410℃在錳硅合金的生產(chǎn)中液態(tài)錳硅合金溫度約在1500~1550℃之間,而在爐墻四周溫度很難達到該溫度,因此SiC的破壞是一個(gè)非常緩慢的過(guò)程,所以打爐時(shí)四周存在明顯的SiC層。氮化硅是很難被破壞的,而且在1200℃以下幾乎不會(huì )被氧化,但在1410℃以上時(shí)會(huì )被鎂、鎳鉻合金、不銹鋼溶液等溶液所腐蝕,因此有氮化硅的存在,氮化硅結合碳化硅磚耐寒熱的能力變得很強。
      為了阻礙H20、Fe、O2等對氮化硅結合碳化硅磚出鐵口的破壞,首先須選擇無(wú)水泥球并利用開(kāi)堵眼機進(jìn)行開(kāi)眼和堵眼,無(wú)水炮泥在出鐵口的高溫作用下能產(chǎn)生自我燒結成型作用,起到良好的自我封堵效果,既保護了氮化硅結合碳化硅磚又能穩定出鐵口的深度,確保出鐵排渣順暢,延長(cháng)出鐵口使用周期;其次是減少吹氧出鐵,如果要進(jìn)行吹氧出鐵也要先用開(kāi)眼機把爐眼鉆到一定深度(至少30cm以上)后再進(jìn)行吹氧;再次是杜絕水淋及水冷爐眼,在使用氮化硅結合碳化硅磚出鐵口后且使用開(kāi)堵眼機杜絕了有水堵?tīng)t眼,從而杜絕了水淋水冷爐眼的壞習慣。有效的延長(cháng)了爐眼磚的使用壽命。


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