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透气砖损毁机理

2022/07/16143 作者:佚名
导读:透气砖损毁的原因主要有4 个方面:热应力,机械磨损,机械应力,化学侵蚀。 热应力作用 在实际生产中,钢包的烘包温度为1000 ℃,钢水温度达到1600℃,两者接触时的温度差会产生较大的热应力,进而造成非常大的热震冲击。钢包处于一个周而复始的工作环境中,透气砖在接触钢水和烘包时的温度频繁变化而产生的热应力是造成透气砖损毁的一个原因。透气砖产生热应力的关键因素是温度的变化,并且透气砖的不同部位温度变化

透气砖损毁的原因主要有4 个方面:热应力,机械磨损,机械应力,化学侵蚀。

热应力作用

在实际生产中,钢包的烘包温度为1000 ℃,钢水温度达到1600℃,两者接触时的温度差会产生较大的热应力,进而造成非常大的热震冲击。钢包处于一个周而复始的工作环境中,透气砖在接触钢水和烘包时的温度频繁变化而产生的热应力是造成透气砖损毁的一个原因。透气砖产生热应力的关键因素是温度的变化,并且透气砖的不同部位温度变化存在着差异。

机械磨损作用

卷流对透气砖的冲刷大致分三种情况:

(1)透气砖高于座砖时,透气砖主要损毁的原因是钢

包内钢水形成卷流对透气砖的侧面产生巨大的剪切效应和冲刷效应。因此,冲刷力是透气砖的座砖产生极大的损毁的原因之一,正常工作环境中,透气座砖使用次数也就一次,一次之后高于座砖的部分即被冲刷掉。

(2)透气砖与座砖持平时,座砖对透气砖起到了保护的作用,钢水形成的卷流首先冲刷座砖致使透气砖的剪切力相应减小。

(3)透气砖低于座砖时,在正常工作中该工作面上易积压冷钢,由于存留下来的冷钢的粘度相对较大,对吹气产生一定的阻碍作用,所以要满足精炼要求就需要加大吹气的压力。这样,气流对透气砖的冲刷作用力就相应加大,受到剪切、冲击强度大,更易损毁。为了达到炉外精炼对吹通率和使用寿命的要求,透气砖必须具有良好的抗冲刷能力和高温力学性能。

机械应力作用

在使用过程中,钢包底部透气砖工作面和高温钢水直接接触,在循环使用条件下,钢包中的温度一直处于变化状态,包底耐火材料使用中由高温到低温会产生温度差,耐火材料的原质层和变质层的膨胀系数存在差异,使透气砖受到剪切应力作用,导致透气砖出现横向裂缝,甚至断裂。

化学侵蚀作用

透气砖的工作层与钢渣、钢水相互接触的时间比较长,熔渣持续向透气砖中侵蚀、渗透。钢水、渣中的MnO,MgO,SiO2,FeO,Fe2O3等氧化物与透气砖中的耐火材料发生反应:

12CaO 7Al2O3=12CaO·7Al2O3(1)

FeO Al2O3=FeO·Al2O3 (2)

2MnO SiO2 Al2O3=2(MnO)·SiO2·Al2O3 (3)

钢水对透气砖工作层进行的熔损和剥落引起的物理蚀损,冶炼过程中钢渣和钢水对透气砖持续的渗透所产生的化学侵蚀,是透气砖损毁的最主要原因。因此,为了提高材料的抗热震冲击性能和抗渣性,需要改善透气砖的韧性和渗透性 。

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