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RH浸渍管主要受到这5种作用而损毁的

发布日期: 2019-06-26 11:11:10    阅读量(710)    作者:王海燕

RH浸渍管的工作环境严苛,对耐火材料的性能有很严格的要求。RH浸渍管主要受到以下几种作用而损毁。

1)温度波动造成的剥落

RH精炼装置为间歇式工作设备,炉次之间会产生800〜1650℃之间的巨大的温度波动,耐火材料在这样的温度波动下反复膨胀、收缩,使材料内部产生大量的缝隙,耐火材料的强度下降并产生结构剥落。虽然现代的RH精炼设备在顶部加入了烘烤预热设备以减少在工作间隙炉温的剧烈变化,但底部浸渍管距离预热设备远,在工作间隙仍会产生几百度的剧烈温降,使材料遭受强烈的热震作用。

此外,由于热震产生的裂缝为熔渣的渗入提供了通道,使熔渣渗入并与耐火材料发生反应,形成一层较厚的与原砖层化学、物理性质均不相同的致密变质层。变质层与原砖层之间的热膨胀系数不同,当受到热应力作用时,变质层与原砖层的接触处产生很大的应力,导致平行于热面(工作面)的裂纹产生,使材料开裂、剥落。

温度波动越大,因为热震作用而产生的结构剥落越严重。

2)高速循环流动介质的冲刷

RH精炼过程中,RH浸渍管是钢液流动的通道,钢液会在RH装置之产生高速的循环流动,在RH浸渍管中钢液的流动速度高达200t.min-1。高速流动的钢液对RH精炼炉真空室的下部、底部、喉口特别是浸渍管内衬的耐火材料产生巨大的机械冲刷,剧烈的机械冲刷作用使耐火材料发生磨损破坏,使内衬材料变薄,从而导致耐火材料的力学性能、抗侵蚀性能的下降,同时不断产生的新表面也会使侵蚀加剧,加快了耐火材料的损坏。另一方面,RH浸渍管特别是上升管,为了促进钢液流动,在浸渍管下端有吹Ar装置,吹入的气体混合高速流动的高温钢液,进一步加剧了对RH浸渍管内衬耐火材料的冲刷蚀损。

3)渣的侵蚀和渗透

由于抽真空和吹氩气产生的抽力,使钢包中的碱性精炼渣卷入到RH精炼装置中,对RH浸渍管内衬产生侵蚀和渗透,同时钢液的高速循环流动,精炼渣在钢液的带动下在RH精炼装置内产生流动。

炼钢及RH精炼过程中的炉渣主要为碱性渣,在抗炉渣侵蚀、渗透方面主要是抗m(CaO)/m(SiO2)≥2的碱性渣。熔渣可沿耐火材料的气孔、裂缝以及由于热震作用产生的大裂纹等缺陷进入到材料内部,并在毛细管力的作用下进一步向原砖中渗透,同时熔渣与内衬反应产生变质层,变质层在钢液冲刷和热震作用下很容易产生大面积的剥落,对炉衬服役寿命产生极大的危害。

4)脱硫粉剂的侵蚀

在RH精炼过程中,会从RH装置顶部喷入脱硫剂,同时也会有脱硫剂从钢包中带入以达到对钢液良好的脱硫效果,并且脱硫剂会随着钢液的流动在RH装置内循环。脱硫剂的主要成分是萤石(CaF2)和石灰(CaO),CaF2的存在使渣的熔点降低,粘度降低,使渣的流动性变好,可以更好地渗透和侵蚀耐火材料,增加耐火材料在渣中的溶解度,从而破坏耐火材料晶粒之间的直接结合和显微结构,降低材料的高温强度,被破坏的耐火材料更容易被高速流动的钢液冲刷流失,加速内衬的蚀损,耐火材料的使用寿命降低。研究表明,CaF2的含量越高,精炼时间越长,精炼温度越高,脱硫剂对耐火材料的侵蚀越严重。

5)吹氧、真空环境的作用

在精炼过程中,耐火材料处于真空和吹氧的条件下。抽真空时,装置内氧压很低,碱性耐火材料中的MgO、MgO·Cr2O3、MgAl2O4、CaO等会在高温、低氧压下的反应以金属蒸汽和氧气的形式逸出。吹氧时,装置内氧压较高,材料中的组分会在高温、高氧压条件下以金属氧化物气体的形式逸出。耐火材料中的成分在精炼过程中气化逸出,将导致耐火砖中颗粒间结合减弱,结构恶化,以致强度降低,在钢流的高速冲刷下很容易被冲蚀掉。

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