耐火材料出鐵溝澆注料損毀機(jī)理分析

鐵溝澆注料在高溫下使用時(shí)由于低熔物的生成內(nèi)部會(huì)出現(xiàn)液相耐火磚價(jià)格，而液相會(huì)促進(jìn)澆注料的燒結(jié)，使其發(fā)生體積收縮。在長(zhǎng)期的使用過程中，澆注料的體積收縮會(huì)一直伴隨，當(dāng)收縮到達(dá)一定程度時(shí)會(huì)使得澆注料發(fā)生損毀。

鐵溝澆注料的熱震損毀

高溫出鐵時(shí)，鐵水的溫度很高，大約在1450℃~1550℃之間。由于鐵水和鐵溝的溫度差很大，高溫鐵水會(huì)對(duì)鐵溝進(jìn)行強(qiáng)烈的熱沖擊，鐵水出鐵完畢后溫度迅速降下來，這會(huì)使得鐵溝料內(nèi)部產(chǎn)生熱應(yīng)力。一般情況下，高爐每天出鐵10~20次左右，這種反復(fù)的急冷急熱相互交替在長(zhǎng)時(shí)間的作用下，會(huì)使得鐵溝料無法承受熱應(yīng)力而破壞，致使鐵溝表面出現(xiàn)龜裂現(xiàn)象，產(chǎn)生熱震損毀。所以，對(duì)于研究鐵溝澆注料而言，熱震穩(wěn)定性必不可少。

鐵溝澆注料的沖刷磨損損毀

高爐在出鐵時(shí)，鐵水的流速非常快，當(dāng)較高速度和流量的鐵水沖擊到鐵溝料上時(shí)，會(huì)對(duì)鐵溝料造成強(qiáng)烈的沖刷作用。鐵溝料在受到鐵水沖刷時(shí)，基質(zhì)首先受到磨損，進(jìn)而骨料因突出而掉落。因此鐵溝澆注料需要擁有一定的常溫和高溫力學(xué)性能以及優(yōu)良的抗沖刷和磨損性能，避免澆注料受到高溫鐵水沖刷時(shí)發(fā)生剝落損毀。

鐵溝澆注料的熔渣侵蝕損毀

熔渣對(duì)鐵溝澆注料的侵蝕過程主要是熔渣向澆注料中的侵入和溶解過程。高爐熔渣中含有CaO、Si02和Fe203等物質(zhì)，它們可以與澆注料中的Al2O3反應(yīng)生成鈣長(zhǎng)石和鈣鋁黃長(zhǎng)石等低熔點(diǎn)鋁硅酸鹽，導(dǎo)致澆注料不斷發(fā)生溶解損毀。熔渣對(duì)澆注料的溶解主要包括三個(gè)方面。

1.單純的溶解反應(yīng)：熔渣與澆注料之間僅發(fā)生物理溶蜂窩耐火磚解，而不存在化學(xué)反應(yīng)。

2.反應(yīng)溶解：澆注料與熔渣在交界處發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成的低熔物質(zhì)溶解到渣中，改變了澆注料和熔渣的化學(xué)組成。

3.變質(zhì)溶解：熔渣通過氣孔或者液相擴(kuò)耐火磚脫模劑散侵入到澆注料的內(nèi)部，使得澆注料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生質(zhì)變而溶解。

熔渣溶解鐵溝澆注料的過程主要是反應(yīng)溶解和變質(zhì)溶解，熔渣對(duì)澆注料的侵蝕取決于兩者的反應(yīng)速率。當(dāng)熔渣和澆注料的反應(yīng)速率較快時(shí)，生成的低熔點(diǎn)物質(zhì)較多，這些低熔物將致使?jié)沧⒘鲜艿饺墼膰?yán)重溶蝕和滲透;反之當(dāng)澆注料與熔渣的反應(yīng)速率較慢時(shí)，低熔物的生成物減少，熔渣對(duì)澆注料的溶蝕性減弱。由于澆注料中存在氣孔，熔渣會(huì)利用氣孔滲透到澆注料的內(nèi)部，擴(kuò)大反應(yīng)的深度，加速澆注料的損毀。熔渣對(duì)澆注料的侵蝕與氣孔率呈正相關(guān)，當(dāng)澆注料的氣孔較多時(shí)，熔渣的侵蝕程度大，基質(zhì)在受到侵蝕后，骨料顆粒容易受到?jīng)_蝕脫落。所以澆注料應(yīng)具有較高的致密性以抵抗熔渣的侵蝕。

鐵溝料的氧化損毀

Al203-SiC-C質(zhì)鐵溝澆注料中含有C,C的潤(rùn)濕性較差，不易與鐵水和爐渣等發(fā)生反應(yīng)，可以減緩熔渣對(duì)澆注料的溶蝕。但C在高溫下很容易發(fā)生氧化，生成的揮發(fā)物使得澆注料致密性和強(qiáng)度下降;同時(shí)C氧化后形成脫碳層，致使?fàn)t渣對(duì)澆注料的侵蝕加劇。為了抑制澆注料中含碳材料的氧化，一般加入少量的抗氧化劑。