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锰硅合金矿热炉出铁口损坏的三个主要原因

发布时间:2019/7/22 17:11:54

  近年来,随着锰硅合金生产工艺技术操作水平的进步,矿热炉整体炉衬的使用寿命可达5?8年。然而出铁口损坏最快,是炉衬使用寿命最为薄弱的环节。每年因出铁口的严重损坏而不得不停炉对炉衬进行小修,影响到了铁合金生产的连续正常进行,不利于产品各项技术经济指标的改善。那么出铁口损坏机理都哪些

  1、氧化侵蚀

  碳砖的缺点是易氧化,由于工作条件恶劣,出铁口是受到氧化侵蚀最严重的地方。

  1)空气、氧气的侵蚀

  在出炉后期,渣铁流尽,炉内压力较小时,出铁口下部有少量空气进入,出铁口部位碳砖被空气中的氧气、二氧化碳氧化,发生如下反应:

  C+12O2=CO

  CO2+C=2CO t始600℃

  使用氧气吹开或烧空器烧开出铁口时,上述反应剧烈进行。另外,出铁口周围的耐火砖损坏后,空

  气将渗透到出铁口部位碳砖外表面,氧化碳砖。

  2)水分的侵蚀

  出炉后,出铁口部位碳砖与新补充的湿矿、湿焦及堵眼使用的含水泥球发生如下反应:H2O+C=H2+CO t始600℃使出铁口碳砖被侵蚀,氧气、水蒸气和CO2气体氧化碳砖的顺序为O2H2OCO2

  3)矿石和炉渣的侵蚀

  出铁后,补充至出铁口附近的锰矿石中的高价氧化物受热分解放出的氧气,使出铁口部位碳砖内表面被氧化。同时,出炉后,炉内温度急剧下降,出铁口附近由于大量排碳而处于局部缺碳状态,渣中氧化亚锰、硅酸锰随炉控温度升高,将与出铁口等部位碳砖发生下列反应:

  MnO+107C=17Mn7C3+CO t始1100℃

  2Mn+83C=23Mn3C+2CO t始=1223℃

  MnSiO3+3C=MnSi+3CO t始=1295℃

  4MnSiO3+4CaO+5C=Mn4C+CaSiO3+4CO t始=724℃

  使出铁口部位碳砖被侵蚀。

  2、合金对碳的溶解

  出炉后,锰硅合金熔炼初期产生的金属含C并未饱和,随着铁水温度的升高,合金对C的溶解度也迅速增长,其反应式如下:

  3Mn+C=Mn3C

  合金会强烈地吸取炉底和出铁口部位碳砖中的C。随着熔炼的进行,炉内温度升高,Si元素逐渐还原出来,硅与锰生成更稳定的化合物,其反应式如下:

  13Mn3C+Si=MnSi+13C

  溶解在合金中的C慢慢析出向上飘浮。以上过程循环进行,炉底和出铁口部位碳砖也就不断地被合金溶解,使出铁口孔径变大,碳砖变薄。

  3、机械冲刷侵蚀

  出炉时,流出的高温渣铁冲刷着出铁口部位碳砖,使出铁口扩大。在炉渣粘度高,流动性差,排渣不畅时,人工用圆钢带渣会使出铁口下方碳砖受到强烈的机械冲刷而出现凹槽。出铁口部位的粘土砖同样由于受到渣铁的冲刷和侵蚀,以及急冷急热作用,造成严重损坏,剥离脱落。

  另外,矿热炉中不合理的电流分布是炉墙损毁的重要原因之一。当电极至炉墙的电压梯度大于电极之间的电压梯度时,电流就会流向炉墙,提高这一部位的温度,导致加速炉渣对炉墙的化学侵蚀和机械冲刷。

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