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高炉陶瓷杯在实际使用中的不足之处

发布日期: 2019-07-17 08:57:06    阅读量(1244)    作者:张红

在陶瓷杯-炭砖复合砌筑的炉缸结构中,陶瓷杯作为铁水与炭砖之间的隔离层,其性能要求主要有高荷重软化温度、耐磨损、抗铁水侵蚀,还需具有一定的隔热保温作用,以减少高炉能耗。陶瓷杯的使用寿命仅为三年左右,在高炉中仅能起到“临时隔离层”的作用,破损后仍需依靠后层炭砖抵御铁水侵蚀。另外,陶瓷损耗过程所剥落的杂质混在铁水中,对出铁的质量也会造成一定影响。

与炭砖相比,国内外针对陶瓷杯材质优化方面的研究较少。国外所研发的陶瓷杯主要有日本 MC5 型高铝砖、德国迪地尔(DIDIER)型与法国沙佛埃(SAVOIE)型陶瓷杯。这三种陶瓷杯材质接近,性能类似,选材主要有复合棕刚玉、刚玉莫来石、微孔刚玉、棕刚玉浇注料预制块等,主要理化指标:Al2O3 含量 69~76%,显气孔率 14%~17%,常温耐压强度 70~130 MPa,导热系数 3.3~6.3 W/(m·K),热膨胀系数≈7×10-6m/K。

从陶瓷杯实际使用情况,可以发现如下不足之处:

(1) 棕刚玉浇注料预制块、刚玉莫来石等材质的陶瓷杯均不具备微孔结构。

(2) 刚玉材质陶瓷杯材料脆性大、韧性差、热膨胀系数大,导热系数低,与后层炭砖性能差异较为明显,复合炉缸的整体性较差,易在热应力作用下产生间隙,当铁水渗入陶瓷杯与炭砖之间时会导致陶瓷杯脱离砌筑结构上浮至铁水表面,造成煤气泄漏与铁水渗透的危险。

目前,陶瓷杯材质的设计思路未见明显突破,依然是使用导热系数相对固定的高铝质耐火材料以满足保温隔热抗铁水的设计要求,但在陶瓷杯与后层炭砖热膨胀系数与导热系数的匹配性等方面的优化,尚待深入研究。

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