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矿热炉用耐火材料的损毁原因和改进措施

文章来源:人气:发表时间:2025-01-21 14:33:15

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矿热炉耐火材料的损毁机理是多种因素综合作用的结果,主要包括物理、化学、机械等方面的作用。以下是矿热炉耐火材料损毁的主要机理:


1. 高温作用


矿热炉的工作温度通常较高,耐火材料长期处于高温环境中,容易发生高温蠕变、软化或熔化。

高温还会导致耐火材料的晶体结构变化,如相变或重结晶,从而引发体积膨胀或收缩,导致材料开裂或剥落。


2. 化学侵蚀


炉渣侵蚀:矿热炉内的炉渣(如硅酸盐、铁渣等)在高温下与耐火材料反应,生成低熔点化合物,导致耐火材料结构被破坏。

气体腐蚀:炉内产生的高温气体(如CO、SO₂等)可能与耐火材料发生化学反应,导致耐火材料的腐蚀和剥落。

金属液侵蚀:在矿热炉中,金属液与耐火材料直接接触。金属液中的某些元素可能会渗透到耐火材料内部,与耐火材料的成分发生化学反应,改变耐火材料的组织结构,削弱其强度,导致耐火材料的损毁。


3. 热应力破坏


矿热炉频繁升温和降温会引起耐火材料的热膨胀和收缩,导致热应力积累,使得材料的裂纹扩展或剥落。

温度梯度较大时,炉壁内外层温差也会加剧热应力作用。


4. 机械冲击与磨损


熔液流动冲刷:矿热炉内的高温熔液处于不断的流动状态,熔液的冲刷会不断带走耐火材料表面的物质,使耐火材料逐渐磨损。

矿热炉内的物料和炉渣流动会对耐火材料表面产生冲击和磨损。长期以来会使耐火材料表面的颗粒逐渐脱落,导致耐火材料的厚度变薄,结构疏松,进而影响其使用寿命。


5. 结构破坏


耐火材料由于长期使用或安装缺陷,可能产生结构性的损伤,例如局部裂缝扩展或粘接部位的脱落。


6. 电化学作用


矿热炉在工作时存在电流通过,可能引发耐火材料的电化学反应(如石墨电极周围的碳化作用),从而导致材料性能下降。


7. 材料本身缺陷


耐火材料的原料成分不均匀、烧结程度不足或存在孔隙等缺陷,会降低其抗侵蚀和抗热震能力。

长期使用后,耐火材料中的结合相可能因高温分解而削弱材料整体强度。


改进措施


1. 优化材料选择:使用高纯度、抗侵蚀性强的耐火材料,如高铝砖、镁铬砖、镁碳砖或碳质材料。

2. 改进施工工艺:确保耐火材料安装均匀且无裂缝。

3. 控制操作条件:尽量减少温度波动和机械冲击。

4. 定期维护与检查:及时修补和更换损毁的耐火材料,延长炉衬寿命。


通过采取综合措施,可以较好的减缓矿热炉耐火材料的损毁,提高其使用寿命和炉体的工作效率。

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