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矿热炉用耐火材料碳砖使用寿命短怎么办?

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矿热炉用耐火材料碳砖使用寿命短怎么办?

发布日期:2018-11-20 00:00 来源:http://www.mengmeiqun.com 点击:

采用普通碳质炉衬的锰铁矿热炉,经常性的出现出铁口、炉墙、炉底局部发红,烧穿等现象,从而被迫停炉检修。本文从四方面分析造成这些现象的因素,从而探讨如何有效的延长矿热炉的使用寿命,节约维护成本。

2010年以前,国内不少镍铁矿热炉使用400mmX400mm的长方形碳砖砌筑炉墙和炉底。

但碳砖用于镍铁矿热炉炉衬砌筑,使用寿命都不长,一般不超过5个月。以下述二厂家实际情况为例。

内蒙D厂,电炉参数按镍铁矿热炉参数设计,炉墙、炉底关键部位用400mmX400mm长碳砖加工定型砌筑,碳砖之间加槽后用电极糊捣打填缝。投产后5天,电极下部炉底碳砖上浮,停炉改换炉衬。

江苏M厂,炉底用400mmX400mmX800mm碳砖立砌,碳砖间用碳质粘结剂紧密粘结。为防碳砖上浮,二碳之间加碳质抻销,炉底表面加电极糊打结;

运行3个多月出现碳砖上浮,停炉,调换炉衬。

福建B厂,炉墙使用超微孔碳砖,炉底使用超微孔碳砖,碳砖(块)之间用碳质粘结剂,紧密性砌筑,从砌炉图可以看出:炉底碳砖400mm×400mm接触面之间加工成防上浮倒角,使用寿命约为7个月。据称,是炉壳温度过高所致。其炉墙、炉底碳砖损坏情况有待全部挖炉后观察。

矿热炉用耐火材料碳砖使用寿命短怎么办?

镍铁矿热炉使用碳质耐材砌筑,使用寿命较短,可能与下述因素有关。

(1)碳砖砌筑过程,一般使用电极糊。碳砖之间填充料或碳质粘结剂粘结,在高温作用下,电极糊或粘结剂都会产生挥发物,会使碳砖之间产生微缝,碳砖比重一般为1.55〜1.65t/m3而镍铁比重达7.8t/m3,镍铁渗透性强,液态镍铁容易通过各种缝道渗入炉底碳砖下部,使碳砖上浮。

(2)镍铁冶炼过程料层导电能力差。因而,一般使用较高二次电压。而且,炉渣流动性好,能直接接触碳质炉壁,使电流通过炉墙碳砖、炉底碳砖、铁水、炉渣、电极之间产生回路,使碳砖发热,电流在炉底碳砖的回流作用,也会加剧。液态镍铁在砖缝的下沉,使砖上浮。

1、碳质耐火材料的主要特性

从碳质耐火材料的特性上来看,由于矿热炉炉衬的工作条件恶劣,因此使用的筑炉材料很大程度上决定着炉衬的寿命,特别是其理化性能指标是进行优选的先决条件。

1.2含碳材料理化性能

碳质炉衬使用的含碳材料主要为碳砖和电极糊,在冶炼过程中,炉内高温反应区以及液态渣铁所处的炉膛内,直接接触的地方主要是碳砖和碳砖接头处填充的煮过的电极糊(简称接缝糊)。碳砖和接缝糊的优点是耐火度高,碳砖经过高温焙烧过后,其荷重软化点也较高,均在2OOO℃以上,热导率相对较高,导热散热好,在还原气氛中相对稳定。不足是高温下(大于600℃)抗氧化性极差,抗酸性弱,抗金属增碳性能也不好。

1.2粘土砖理化性能

粘土砖高温抗渣和抗液态金属性不良,如果碳质炉衬损坏,耐火砖在高温下无法抵挡渣铁的侵蚀,经常会发红,最后烧穿炉衬、炉底。

2、碳质炉衬的抗侵蚀性分析

2.1高温条件

高碳锰铁的熔点为1245~1300℃,渣的熔点在1270~1300℃,并随着碱度的变化而变化,且需要一定的过热才能保证出铁排渣顺畅但温度不会超过2000℃,如果避开电弧光的直接接触,碳质炉膛可满足冶炼高碳锰铁。

2.2抗渣性

高碳锰铁炉渣碱度一般在0。2~0。8,呈酸性,普通碳质炉衬的抗渣性不良,同时造渣熔剂会使矿石中金属氧化物MnO置换而呈自由状态,容易与碳接触直接被还原,发生反应:

3MnO+4C=Mn3C+3CO(6)

从而对碳砖和接缝糊产生侵蚀。

2.3抗液态金属

高碳锰铁的渗碳量一般在7%~7。5%,随着液态合金量的增加,会加大碳在熔体中的溶解度,随若温度、碱度变化,MnO的不断富集,炉衬碳砖向液态金属的熔析渗进就会不断进行,同时随着液态金属和炉渣的定期排出,已渗碳达到饱和的高碳锰铁金属铁水排出,未饱和的金属又向碳质炉衬靠近,引起新一轮的吸碳运动,致使炉墙、炉底碳砖连续不断的被侵蚀,通过多次意外停炉后剖炉分析,发现如图1所示的碳质炉衬侵蚀曲线。当金属液中碳不饱和时极易从碳质炉衬中“吸碳”而使碳砖和接缝糊遭到破坏,即常所谓“铁水侵蚀”。

3、传统砌筑炉衬方式分析

传统的碳砖砌筑方式中出铁口平炉底从上向下的第一层碳砖,随着冶炼时间的推移,出铁口碳砖(平放的流槽碳砖)烧损后,整个出铁口下移,一旦无法下降时,冶炼操作中就习惯于挤插电极出铁,加速炉底碳砖的烧损侵蚀而大大降低整个炉衬寿命。另外采用人工烧煮的电极糊填充碳砖接缝,经常会因为煮糊质量和冲糊时间不好而给炉衬留下薄弱点,潜在的缩短了炉衬寿命。

4、传统操作习惯

出铁采用烧穿器烧出铁口、吹氧、抬插电极等不良操作习惯,加剧了对炉衬的损坏;同时二步法生产高碳锰铁常采用微缺碳操作,非常容易造成电极偏长,强大的电弧光会直接对炉底碳砖造成伤害。

 

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