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高温铁水、炉渣对矿热炉炉眼耐火材料的侵蚀机理

时间:2019-06-27 14:18 作者:艾米点击:

  矿热炉冶炼铁合金的过程中,炉衬长期经受高温铁水、炉渣的侵蚀,以8MVA和15MVA矿热炉为例,在冶炼普通锰硅合金时,出炉铁水温度一般在1450℃左右,炉渣温度在1380℃左右,炉渣中的SiO2和MnO在1240℃时形成低熔点的硅酸锰,而从MnSiO3中还原得到含Si 20%的合金液的开始温度是1490℃冶炼含Si 22%及以上的合金其开始温度超过1490℃。

  在实际生产中,由于低碳锰硅合金是从已生产过普通锰硅合金且炉眼炭砖受到一定程度损伤的矿热炉中直接转炼过来的,所以高温铁水、熔渣对已损伤的炉眼炉衬的蚀损更加明显,突出表现在铁水、熔渣从炉眼及炉眼“骑马”炭砖两侧渗漏,见图1。

  低碳锰硅合金炉眼受高温铁水、炉渣浸泡示意图

  图1 低碳锰硅合金炉眼受高温铁水、炉渣浸泡示意图

  按平均每炉铁水重量、铁水和熔渣密度、炉膛直径等数据测算,在生产低碳锰硅合金时,8MVA、15MVA矿热炉炉膛内铁水液面平均高度分别约为47mm、42mm,溶渣层平均厚度分别在110mm、82mm左右。炉眼直径新开眼时约为φ70mm,使用后期,扩大至φ100mm左右,即铁水自始至终浸泡着炉眼,渣铁线也在每炉生产周期内低于炉眼上沿,可见炉眼处的砖衬、泥球长时期受到高温铁水、熔渣的不断浸泡,形成了高温烧损。

  各牌号的锰硅合金在炉膛内均有氧化还原反应:SiO2·MnO+3C=MnSi+3CO (1)

  出铁过程中焦炭从炉眼大量排出。当还原剂不足时,新一炉铁水反应就会将炉眼砖中的碳作为还原剂,将SiO2·MnO还原成MnSi,即炉眼炭砖受到物化反应的蚀损。

  在矿热炉出铁过程中,由于渣铁共同从一个炉眼排出,炉眼砖同时受到高温铁水和熔渣的冲刷,造成了高温机械蚀损。

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