RH精炼炉耐火材料的损毁原因
文章来源:人气:发表时间:2025-02-17 14:37:31
RH精炼炉作为钢铁精炼过程中的关键设备,其炉衬耐火材料在苛刻工况下容易发生各种损毁,主要损毁原因可归纳为以下几个方面:
1. 热震损伤
在工作过程中,炉内温度波动剧烈,耐火材料受到急冷急热的循环作用,会产生较大的热膨胀与收缩应力。由于温度梯度不均,局部内应力集中可能引起微裂纹的产生和扩展,导致材料剥落或断裂。
2. 化学腐蚀
炉内高温下,熔融金属和炉渣中含有多种活性化学成分(如碱性氧化物、硫化物等)。这些组分会与耐火材料中的硅酸盐、铝酸盐等成分发生反应,改变材料的化学组成和微观结构,降低其力学性能,从而加速损坏。
3. 机械磨损
炉渣和熔融金属在高温下流动并产生气泡运动,会对耐火衬里造成连续的机械冲击和摩擦。长期受力后,材料表面逐渐磨损,出现局部剥落,厚度减少,进一步削弱了耐火层的保护作用。
4. 氧化损伤
在高温及含氧环境中,耐火材料表面容易发生氧化反应,生成氧化物层。虽然初期可能起到一些保护作用,但氧化物层往往脆弱,易在热循环或机械作用下剥落,暴露出新的基体,从而引起反复氧化,逐步破坏材料完整性。
5. 炉渣浸蚀与反应
当炉渣中含有较高的CaO等成分时,耐火材料(尤其含硅成分较高的材料)容易与炉渣发生化学反应,生成低熔点相。这种反应产物在高温下易熔化或软化,使得耐火衬里局部失去支撑,进而发生崩解或剥离。
6. 微结构劣化与热疲劳
长期在高温和循环热应力的作用下,耐火材料的微观晶粒结构会发生变化,如晶粒粗化、相变以及残余应力的累积,降低其抗压强度和抗裂性能,导致热疲劳和结构失效。
综合来看,RH精炼炉耐火材料的损毁是多种机理共同作用的结果。为延长炉衬的使用寿命,须在材料选择、工艺控制和定期维护等方面采取综合防护措施,如选用抗热震、耐腐蚀和耐磨性较好的新型耐火材料,并严格控制炉渣成分和温度波动。
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