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1、第32卷第9期北京科技大学学报Vo.l32No.92010年9月JournalofUniversityofScienceandTechnologyBeijingSep.2010高炉炉衬侵蚀微观机理1)1)1,2)1)1)1)祁成林张建良蒋海冰孔德文杨阳王筱留1)北京科技大学冶金与生态工程学院,北京1000832)新余钢铁集团有限公司,新余338000摘要对高炉上部中、低温区和下部高温区取砖样,应用热力学计算、扫描电镜和能谱分析等方法,从热力学和微观机理两方面研究了高炉衬砖侵蚀机理.结果表明:K对碳砖的侵
2、蚀具有穿透力,Na则没有;K是通过K蒸气穿透到砖中,而Na是通过气体带着Na的化合物渗透到砖缝中.在高温区Zn对砖的侵蚀作用很小,中、低温区Zn对砖的侵蚀影响最大.关键词高炉;炉衬;碱金属;侵蚀;机理分类号TF5731Microscopicmechanismofliningerosioninablastfurnace1)1)1,2)1)1)1)QIChenglin,ZHANGJianliang,JIANGHaibing,KONGDewen,YANGYang,WANGXiaoliu1)SchoolofMet
3、allurgicalandEcologicalEngineering,UniversityofScienceandTechnologyBeijing,Beijing100083,China2)XinyuIron&SteelGroupCo.Ltd.,Xinyu338000,ChinaABSTRACTWithsamplesacquiredfromdifferenttemperaturezonesinablastfurnace(BF),theerosionmechanismofliningswasinvestigatedin
4、thermodynamicsandmicromechanismbythermodynamiccalculations,SEMandEDS.TheresultsindicatethatbricksarepenetrableforthesteamofK,butNapenetratesinbricksbyairflowmixedwithNacompounds.Znhasalargereffectonliningerosioninmiddleandlowtemperaturezonesbutmuchlessinahighte
5、mperaturezone.KEYWORDSblastfurnaces;linings;alkalimetals;erosion;mechanism-1-1自2002年到2007年世界钢铁产量大幅度增炭碱金属荷重#12kg∀t,喷吹煤粉#13kg∀t,-1加,仅中国就增加了4倍,造成铁矿石紧张,价格暴入炉原料带入的碱金属含量#22kg∀t,入炉原料-1涨.据统计,到2007年12月,进口铁矿石到岸价格中锌控制在#015kg∀t.[4]比5年前涨了近400%,铁矿的减少,资源争夺的加高炉衬砖的侵蚀有三种:∃高
6、温煤气和渣铁剧,使得入高炉的原燃料质量、性能呈下降趋的冲刷;%高热流强度及热冲击;&碱金属、锌和析[12]势,入炉有害元素如硫、磷、铅、砷、氟、氯、钾、碳反应的破坏作用.随着原燃料的恶化,碱金属和钠、锌和锡增加.锌等对高炉造成的影响研究受到更多的重视.研究K、Na碱金属增多对高炉造成的影响有炉缸堆表明,在炉衬的破坏中碱金属的破坏占40%,锌、积、高炉结瘤、透气性变差、透液性变差以及炉墙损SiO和析碳反应破坏占20%,热震约占10%,磨损[3]坏,重者炉况失常.近几年频繁出现炉底上涨、约占10%,渣侵蚀约占5%.通常认
7、为碱金属对高象脚!侵蚀、风口上翘、中套压扁和炉缸炉底烧穿炉衬砖的侵蚀机理为碱金属与衬砖中的Al2O3、SiO2等,促使人们更加重视并进一步研究高炉中的钾、钠形成钾霞石3K2O∀Al2O3∀2SiO2(体积膨胀49%~碱金属循环对冶炼过程和寿命的影响.对于碱金属50%)及白榴石3K2O∀Al2O3∀4SiO2(体积膨胀入炉负荷,日本、比利时和法国等的高炉标准要求控30%),二者使衬砖发生异常膨胀现象,导致砖衬疏-1-1制在30kg∀t以下;中国标准是30kg∀t,宝钢约松、开裂及脱落,形成低熔体,造成衬砖侵蚀.本次-1
8、为15kg∀t.大型高炉对碱金属的控制标准为:焦研究通过热力学计算和微观分析,探讨了碱金属和收稿日期:20091203作者简介:祁成林(1982),男,博士研究生;张建良(1965),男,教授,博士,Emai:lj.lzhang@metal.lustb.edu.cn第9期祁成林等:高炉炉衬侵蚀微观机理
