鋼包透氣磚損毀原因分析

鋼包透氣磚是煉鋼生產(chǎn)中重要的功能原件,在生產(chǎn)中起到非常關(guān)鍵的作用。通過分析透氣磚的損毀原因,在透氣磚的生產(chǎn)中采取措施提高性能,并在現(xiàn)場的生產(chǎn)中規(guī)范操作,達到提高殘磚長度保證透氣性的目的。

鋼包透氣磚的損毀原因主要有四個方面,在使用過程中透氣磚所受外部作用見圖1。

1、熱應(yīng)力的作用

透氣磚工作面的耐火材料,尤其是出氣口四周的耐火材料,因與高溫鋼水直接接觸,受到高溫鋼水及不斷流出的冷氣流的影響,產(chǎn)生很大的溫度梯度,由于多次使用,透氣磚受到的急冷急熱作用大,尤其靠近出氣口部位所受到熱應(yīng)力更大,容易產(chǎn)生裂紋。

2、機械磨損作用

出鋼過程中鋼水高速、強力對鋼罐底部的沖刷,加快了透氣磚的損蝕;有人通過水力模型試驗 對透氣磚損蝕情況的研究發(fā)現(xiàn):當?shù)退倭鲃拥臍饬?射入液相熔池時,氣流回擊并擊打透氣磚前沿,給出氣口四周的耐火材料以一定的沖擊力。當進一步提高氣體流速時,反向脈沖頻率降低,但反向沖擊強度進一步增大;另外,當吹氬進入正常噴射狀態(tài)時,強烈的氣泡組成氣體噴射束,噴射束加強了鋼罐底部的攪拌,鋼罐底部液相運動加劇,二相卷流使透氣磚受到強烈的剪切和沖擊應(yīng)力作用。透氣磚高于座磚時受這種卷流的剪切、沖刷尤其明顯,高于座磚的部分一般在使用一次后即被沖刷掉;另外,精煉結(jié)束后若快速關(guān)閉閥門,鋼水的反向沖擊也會加速透氣磚損毀。

3、化學侵蝕作用

透氣磚工作面與渣、鋼水接觸時間長,在整個包役中,熔渣不斷向磚中浸潤、滲透。鋼水、渣中氧化物MnO、MgO、SiO2、FeO、Fe2O3等與磚發(fā)生反應(yīng):

12CaO+7Al2O3=12CaO?7Al2O3

FeO+Al2O3=FeO?Al2O3

2MnO+SiO2+Al2O3=2(MnO)?SiO2?Al2O3

生成的FeO?Al2O3、2(MnO)?SiO2?Al2O3、12CaO.7Al2O3等低熔物被沖刷而造成透氣磚被侵 蝕。

4、機械應(yīng)力的作用

包底耐火材料工作面與高溫鋼水直接接觸,包底耐火材料非工作面溫度相對較低,鋼包在接鋼水→鋼水澆注→鋼包熱修→接鋼水的循環(huán)使用過程中,鋼包的溫度一直在變化,包底耐火材料體積相應(yīng)發(fā)生變化,由于包底耐火材料溫度梯度的存在及包底耐火材料變質(zhì)層與原質(zhì)層的膨脹系數(shù)不同,包底耐火材料工作面到非工作面各層相應(yīng)的體積變化不同,從而對透氣磚產(chǎn)生剪切的力量,使透氣磚產(chǎn)生橫向裂紋,甚至會使透氣磚出現(xiàn)橫向斷裂現(xiàn)象。包底整體澆注的鋼包在烘烤過程中,升溫速度過快,包底耐火材料溫度梯度過大,透氣磚也會出現(xiàn)同樣的現(xiàn)象。在生產(chǎn)實踐中,曾發(fā)現(xiàn)過包底整體澆注的鋼包烘烤不慎導致透氣磚橫向斷裂成幾段的現(xiàn)象。（見圖二）