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如何选择冶金加热炉使用的耐火材料

如何选择冶金加热炉使用的耐火材料
时间:2023-07-25
耐火材料是高温窑炉的衬里,在冶金行业的高炉热风炉、钢包等设备中起到保护作用。可以说,没有耐火材料,冶炼设备就无法运行。耐火材料能阻止钢包与钢水的接触,延长钢包的使用寿命。

  耐火材料是高温窑炉的衬里,在冶金行业的高炉热风炉、钢包等设备中起到保护作用,可以说,没有耐火材料,冶炼设备就无法运行,耐火材料能阻止钢包与钢水的接触,延长钢包的使用寿命,在冶金行业中使用耐火材料也是非常有必要的,冶金行业用耐火材料种类也非常繁多,如何选择冶金加热炉使用的耐火材料也是一门学问,今天小编带大家了解一下。

  在选择砖材时,我们应该注意以下问题:第一,我们应该量身定做,自给自足,注意区域资源的特点,合理选择砖材。其次,考虑炉体砌体的工作特点,做到技术正确。

  不同风格的加热炉和炉体的不同部位具有不同的工作条件。因此,在使用砌砖材料时,应充分考虑砌体作业的特点。

  加热炉不同部位的工作温度不同,砌体材料的选择应选择不同品种、不同等级的产品。对于温度应力较大的炉体或部件,应选择热稳定性较好的数据。耐压强度高的数据应选择耐压强度高的数据,荷载软化点应考虑在选择时。

  对于一些砌块材料,如底部振动热处理炉的底部,为了接受机械冲击和工件碰撞,可以选择明矾水泥耐火混凝土的整体捣固结构。环形炉底部应考虑装卸过程中工件的碰撞和冲突,可采用高铝砖或铬矿打结。对于一些机械损坏特别严重的零件,应考虑部分更换或维修的便利性。

  砌体接触腐蚀介质的部分应根据化学反应的性质选择耐火材料,如均热炉底部、推钢连接加热炉的均热床、反射炉的炉床等,因为它们被氧化铁渣腐蚀。建议使用镁砖。只有在抵抗化学腐蚀的情况下,才能看到炉子材料。

  耐火材料广泛应用于冶金行业。耐火材料与钢水的相互作用及其对钢水和钢质量的影响:使钢水与钢混合;耐火材料的碳化对钢水和钢质量的影响;耐火材料的脱硫有利于提高钢水和钢的质量;耐火材料的脱磷有利于提高钢水和钢的质量。

  耐火材料一般可分为:酸性耐火材料(石英.硅砖);半酸性耐火材料(半硅砖);中性耐火材料(铬砖、粘土砖、高铝砖);碱性耐火材料(镁砖、铬镁砖、镁铝砖、白云石砖、镁砂、白云石、镁耐火泥)等。碱性耐火材料因其耐火性高、热稳定性好、耐渣性好而广泛应用于冶炼设备中。

冶金加热炉用耐火材料

  在转炉和电炉炼钢过程中,钢液会机械地冲洗衬里的耐火材料,耐火材料的元素会溶解在钢液中,与钢水发生化学反应。钢结构衬里的机械腐蚀及其化学反应:一方面,衬里的损坏和腐蚀;另一方面,它会影响钢和水的质量。熔池中钢液与耐火材料在炼钢过程中的相互作用对钢水和钢质量有五个主要影响:

  1、耐火材料的脱落会导致钢水与钢中的非金属混合。

  在冶炼过程中,炉衬耐火砖被侵蚀后,由于结构变化,砖的脱碳层和反应层松动。添加熔融钢水、炉渣、炉气、铁水和散装材料。废钢的机械冲刷使耐火材料脱落并卷入钢溶液中,形成非金属夹杂物。钢中非金属夹杂物的性能与钢本身有很大不同。

  从机械角度来看,非金属夹杂物的存在部分是钢的应力集中点,对钢的强度、刚度和耐久性有很大影响。因此,非金属夹杂物是影响钢材质量的严重缺陷之一。

  2、在钢水中,耐火材料的构成元素与非金属元素相互作用。

  一些产生非金属夹杂物形成耐火材料的元素直接溶解在钢水中,并在熔池中添加氧气、碳和其他非金属元素。在一定条件下,钢水中的非金属元素相互反应,产生非金属夹杂物。同样,它也会对钢水和钢材的质量产生不利影响。

  3、耐火材料增碳对钢水和钢材质量的影响。

  碳复合耐火材料是20世纪80年代发展起来的一种新型碱性耐火材料。碳复合耐火材料通常含有3%~30%的碳。碳氧化反应是炼钢过程中的重要反应。炼钢的重要任务之一是将钢水中的碳氧化降低到炼钢编号的规格。

  在熔炼纯钢和超纯钢时,脱碳会增加钢水的含碳量,并改变钢的成分。特别是在熔炼纯钢或超纯钢时,脱碳会严重影响钢水的质量。耐火材料的脱碳机理是在一定程度的冶炼和耐火材料之间有一定的液相隔离层。反应物在耐火材料表面形成固体产物层,物质中的元素通过其扩散到钢液中。

  钢中的一些元素和氧化物主要通过耐火砖反应层到达钢渣中的脱碳层反应界面,并在相遇处进行脱碳反应。因此,钢水的成分受到影响。碳氧化产生可可气泡,长大后漂浮,通过渣层排出。碳氧化会影响其他成分的含量,如钢水中的氧气。这也会对钢水和钢的质量产生一定的影响。但是[CO]气泡的浮动和排出对金属熔池具有很强的搅拌作用,使钢水的成分和温度均匀,改善了钢水化学反应的动力条件。

  4、耐火材料的脱硫有利于改善钢水和质量。

  硫磺以硫化物的形式存在于钢中,对大多数钢都有害。其对钢材性能的主要影响:使钢材具有热脆性,降低其机械性能和焊接性能。因此,降低和控制钢中的硫含量有利于提高钢的质量。试验结果表明,耐火材料在高温下产生一定的液相。钢水熔液与耐火材料之间的液相层通常为硅酸盐熔体,其组成和结构与熔渣非常相似。

  因此,它还具有熔渣的氧化还原;脱硫、磷和吸附钢液中的杂物。熔池钢液的脱硫机理为:进入耐火材料液相隔层的硫离子通过液体向耐火材料层扩散,与耐火材料中的Cao颗粒发生反应,在Cao颗粒表面形成Cas层。化学公式(CaO)+[S]=(CaS)+[O]这表明Cao具有很强的脱硫作用。含碳酸钙系列耐火材料具有很强的脱硫作用。

  5、耐火材料的脱磷有利于钢水的改善和质量。

  磷在钢中以磷化铁的形式存在,而磷在大多数钢中是一种有害元素。它对钢的性能有主要影响:降低钢的塑性、韧性、耐焊性和冷脆性。其除磷效果与炉渣相同。基本原理是磷氧化在钢水中产生P2O5。由于P2O5气体不稳定,浮在渣钢表面的液位需要与耐火材料液相中的碱性氧化物发生反应,产生的磷酸盐溶解在渣中,从而排出钢中的磷。耐火材料能有效去除一定的磷含量,有利于提高钢水和钢的质量。

  近年来,随着工业、国防、航空航天等领域的快速发展,对优质钢材的需求不断增加。在冶炼纯钢等优质钢材时,必须高度重视和深入研究钢液与耐火材料之间的反应对钢材质量的影响。同时,它也为新型耐火材料的开发提供了基础,可以净化钢水。

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