金属冶炼过程中,炉窑内部极端的高温、腐蚀和剧烈热震环境,对耐火材料的综合性能提出了严峻挑战。合理选用和布局优质耐火材料是确保冶金设备 长周期、稳定运行的关键。了解耐火材料在主要冶 金设备中的应用现状及存在的问题,探索性能提升途径,对于推动金属冶炼技术的进步和提高生产效 率至关重要。
1、热震稳定性在冶金炉窑的应用中,耐火材料面临严峻的热震 稳定性问题。由于冶炼过程中温度变化剧烈、热循环 频繁,耐火材料常常遭受热冲击,容易产生裂纹、开裂和剥落等损伤,从而导致炉体严重损坏,使用寿命 大幅缩短。一些传统耐火材料如硅质材料和碳质材料, 虽然耐火性能优异,但热震稳定性较差,极易在热冲 击下失效。此外,耐火材料的热震性能还会受到原料 杂质、烧结温度等因素的影响,导致质量波动,影响 生产的连续性和可靠性。
2、化学腐蚀:在冶金炉窑的极端工况下,耐火材料还面临着严 重的化学腐蚀问题。熔融金属、渣液和高温气氛对耐 火材料具有很强的腐蚀作用,可导致材料发生失重、 软化、开裂等破坏。传统的氧化物类耐火材料虽然耐 火性能良好,但抗腐蚀能力往往有限。碳砖虽然具有 优异的抗渗透性,但在氧化性气氛中也会发生剧烈腐 蚀。此外,一些金属熔体也容易侵蚀大多数耐火材料, 导致耐火材料快速失效。
3、机械磨损:在冶金炉窑的运行过程中,耐火材料还面临严重 的机械磨损问题。炉内流动的熔渣、焦炭块和物料对 炉衬形成剧烈冲击和磨损,极易造成耐火材料表面剥 落、磨平、开裂等损伤,加速材料失效。特别是在一 些高速运动区域,如转炉浇注口、高炉溜缝等部位,机械磨损更为严重。一些传统耐火材料如硅质材料、 碳砖等,虽具备良好的耐火性能,但抗磨损能力较差, 使用寿命短。