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                高爐炮泥的損毀機制以及氮化▂矽鐵在Ψ 炮泥種的應用現狀

                發布日期: 2021-01-15 11:30:53    閱讀量(118)    作者:

                高爐出鐵口用炮泥是功能性耐火必中彩票,在高爐爐前出鐵作業中,炮泥▅的功能就如閥門,需要出鐵▓時,將出鐵口孔打開,出完鐵後,能及時將出鐵孔堵上,且要確保其充分的出鐵時間。高爐出鐵口剖面圖如圖1所示。

                圖1 高爐出鐵口剖面圖

                高爐出※鐵口用炮泥要具備以下性能:

                a)易開孔,當出∞鐵口需要出鐵時,出鐵口孔內已經燒結的炮泥能較容易鉆通開孔,及時出鐵;

                (2)易堵口,當出鐵口出鐵完畢,能在較短的時間將出鐵口堵上,且確保足夠的打ζ 泥量,保持穩定的鐵口深度;

                (3)良好的粘合性,打入出鐵孔內的新炮泥要與孔內的舊炮泥有良好的粘合性,使新、舊炮泥形成整體,防止因縫隙存在,而△引起滲鐵、滲渣、影響出鐵及發○生爐前安全事故;

                (4)良好的燒結性,要求打入的炮泥在低溫、中溫、高溫三個溫度階段都能達到不同程度的燒結,及時堵上鐵口,同時在爐缸內◤形成足夠大的泥包,起到保護爐缸內襯磚的作用。

                (5)具有良好的射沖刷、耐侵蝕性能,使出鐵口孔徑不急劇擴大,保證出鐵時間在150~180分/次,減輕爐前的勞動強度∏、減少爐前的資材消耗。

                高爐炮泥□主要的損毀機制

                熱¤應力損毀。出鐵時鐵口中心被鉆頭鉆開,熾熱的鐵水和熔渣從鐵口流出,使鐵口炮泥承受1500℃以上高溫。當鐵渣出完,用炮泥重新堵鐵口時▆,舊炮泥接觸新堵口的炮泥,溫度從1500℃急速降到200℃左右,這樣反復作用,在舊炮泥內部產生巨大的熱應力,易導致以鐵口為圓心的圓弧形裂紋。

                熱化學侵蝕。炮泥與鐵液及渣熔液╲長時間接觸,易發生◣化學反應◣,使炮泥被侵蝕。反應生成低熔點礦物相,在出鐵期間,隨著鐵渣熔液的沖刷而流失,使出鐵口孔徑擴大,造成鐵水急速↓沖出鐵口,影響鐵№口穩定。

                目前高爐炮泥的最大弱點即是鐵口↘擴徑較快,抗鐵水沖刷性不足,導致高爐爐缸內的鐵水出不凈,影響產量,同時不利於高爐順行。另外,開口困難,導致鐵卐口不能按時打開,影響正常出鐵。因此,國內外許多『大型高爐采用插棒法或配備具※有較強正、逆沖擊能力的開口機來解決高爐炮泥開口較難的問題。一般情況下,高爐出完鐵後,原炮泥的表面就滲進了渣鐵,在新炮泥堵入★鐵口後,新舊炮泥的交界處形成隔層,不利於粘結。由此,高爐內的鐵水會沿著新舊炮泥的縫隙進入,從而導致炮泥的中部出現渣鐵☆滲透區域。渣鐵滲透區域的形成卐在一定程度上也增加了鐵口開口難度。鐵口不易打開,很容易導致重大的安全生產事故。國內外對高爐出鐵口炮泥的現場可操作性都非常重視。

                氮化矽鐵在高爐炮泥中的應用現狀

                氮化矽鐵具ㄨ有Si3N4的所有◤特性,含有的金屬相Fe能促進燒結,在一定程度上又能解決Si3N4難燒結♂的問題,而且價格比Si3N4低廉,故對氮化矽鐵在炮泥中應用的『研究越來越多。

                炮泥中的氮化矽鐵在反應觸媒一金屬相Fe和碳的參與下□反應生成Si2N2O、SiC和AlN新相,強化了炮泥的基質和組織結構,提高必中彩票的中溫和高溫強度。而且,試樣內部Si3N4氧化生↘成的SiO2活性較高,其能ぷ與必中彩票中的Al2O3反應生成莫來石,更進一步提高高溫強度及必中彩票▓的耐沖刷性,延長出鐵時間。高溫下N2和CO等氣體的逸出使試樣中產生氣孔,提高炮泥在實際使用過程中的開孔性能。同時,生成的N2和CO減少】了炮泥與鐵水接觸界面的摩擦作用,而且一部分氣體「又貯存於氣孔中,這雙重∩作用均抑制了鐵水及熔渣向炮泥中的滲入及蝕損,提高必中彩票的抗侵蝕和滲透性能。

                氮化矽鐵在發達國家的高爐炮泥中得到普遍應用,使炮泥←開堵性能得到了明顯改善,滿足高爐出鐵的◤需要,成為現代化大高▅爐炮泥不可缺少的成分。日本在上世紀70年代開始使用氮化矽鐵。國內應用氮化矽鐵時間較短,寶鋼首先在炮泥中添加氮化矽,使炮泥性能得到改善滿足了寶鋼煉鐵的需要。國內╲其它鋼廠基本上都在使用氮化矽鐵,因為氮化矽鐵的銷售價格大約為氮化矽銷售價格的一半,另外在使用性能上兩者基本接近。近3年來,全國重點大型鋼鐵企業2000m3以上高爐堵口炮泥基本上都使用氮化矽鐵。添加氮化矽鐵的炮泥很好地滿足了大型高爐的需要,使→高爐出鐵次數由18次普遍降低到12次,最低的降到6次。炮□ 泥的消耗量由1.2kg/噸鐵降低到0.5kg/噸鐵。

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