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RH精煉爐耐火材料的損毀原因

文章來源:人氣:發表時間:2025-02-17 14:37:31

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RH精煉爐作為鋼鐵精煉過程中的關鍵設備,其爐襯耐火材料在苛刻工況下容易發生各種損毀,主要損毀原因可歸納為以下幾個方面:

1. 熱震損傷

在工作過程中,爐內溫度波動劇烈,耐火材料受到急冷急熱的循環作用,會產生較大的熱膨脹與收縮應力。由于溫度梯度不均,局部內應力集中可能引起微裂紋的產生和擴展,導致材料剝落或斷裂。

2. 化學腐蝕

爐內高溫下,熔融金屬和爐渣中含有多種活性化學成分(如堿性氧化物、硫化物等)。這些組分會與耐火材料中的硅酸鹽、鋁酸鹽等成分發生反應,改變材料的化學組成和微觀結構,降低其力學性能,從而加速損壞。

3. 機械磨損

爐渣和熔融金屬在高溫下流動并產生氣泡運動,會對耐火襯里造成連續的機械沖擊和摩擦。長期受力后,材料表面逐漸磨損,出現局部剝落,厚度減少,進一步削弱了耐火層的保護作用。

4. 氧化損傷

在高溫及含氧環境中,耐火材料表面容易發生氧化反應,生成氧化物層。雖然初期可能起到一些保護作用,但氧化物層往往脆弱,易在熱循環或機械作用下剝落,暴露出新的基體,從而引起反復氧化,逐步破壞材料完整性。

5. 爐渣浸蝕與反應

當爐渣中含有較高的CaO等成分時,耐火材料(尤其含硅成分較高的材料)容易與爐渣發生化學反應,生成低熔點相。這種反應產物在高溫下易熔化或軟化,使得耐火襯里局部失去支撐,進而發生崩解或剝離。

6. 微結構劣化與熱疲勞

長期在高溫和循環熱應力的作用下,耐火材料的微觀晶粒結構會發生變化,如晶粒粗化、相變以及殘余應力的累積,降低其抗壓強度和抗裂性能,導致熱疲勞和結構失效。


綜合來看,RH精煉爐耐火材料的損毀是多種機理共同作用的結果。為延長爐襯的使用壽命,須在材料選擇、工藝控制和定期維護等方面采取綜合防護措施,如選用抗熱震、耐腐蝕和耐磨性較好的新型耐火材料,并嚴格控制爐渣成分和溫度波動。

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