欧冶炉关键部位用耐火材料损毁机理分析及改进措施探讨

来源 :武汉科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:woshixiaomei110
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
COREX(欧冶炉)是一种正在推广使用的熔融还原炼铁新工艺,由于工艺环节简单、排放的污染物含量低,逐渐受到了冶金行业的关注。国内宝钢集团新疆八一钢铁有限公司欧冶炉建成投产后,炉内大部分的耐火材料都出现了不同程度的损毁。所以,研究欧冶炉某些部位耐火材料在服役条件下的损毁行为及其损毁机理,并有的放矢选用炉衬材料,对提高炉龄和欧冶炉生产作业稳定性、降低维修成本、增加炼铁企业的利润至关重要。本论文主要研究欧冶炉竖炉中心煤气分配器(Central Gas Distributor,简写CGD)用刚玉质耐火材料、竖炉围管用氮化硅结合碳化硅质耐火材料及熔融气化炉拱顶用耐火喷涂料的损毁行为及机理,并针对性地提出了基于理论和实验室研究的有益于耐火材料长寿化的建议,研究结果表明:(1)CGD服役后的刚玉砖,受到了炉内气体的高温化学反应侵蚀和炉气中含尘气流的高速物理冲刷磨损作用。与原砖体相比,不仅受到了化学反应侵蚀,使主成分Al2O3含量略微的降低,有害杂质成分FeOx、CaO、K2O和Na2O的含量明显提高,工作面处生成有少量杂质相AlCl3、Al(OH)3和β-Al2O3;而且受到物理冲刷磨损,使刚玉砖砖体表面因受到气流及气流中粉尘的物理冲刷而出现磨损破坏,骨料和基质之间的结合遭到了严重的破坏,导致耐压强度下降51.4%。若CGD管采用铬刚玉质质耐火材料,不仅因氧化铝与氧化铬的固溶烧结使其高温强度和密度得以提高,从而可以提高了对于高速气流的抗冲刷作用,同时又因含铬材料具有良好的抗化学侵蚀和低的热膨胀系数,可减少因周围环境温度波动带来热应力的破坏,还能提高工作温度下的抗化学侵蚀作用,当Cr2O3含量超过20%时,材料使用时允许的温度波动范围超过150℃;(2)对竖炉围管用碳化硅砖与炉内气体反应的热力学模拟和动力学分析结果表明:竖炉围管用Si3N4-SiC耐火预制件的损毁是与还原气氛气体反应且与含尘气体冲刷的循环作用引起,从而使Si3N4-SiC制品表面不断磨损,最终使砖体表面形成凹谷;两块砖的砖缝处由于氮化硅含量高,因此具有较强的抗氧化性,从而使用一定时间后砖缝处的耐火材料形成了凸峰;因Sialon结合SiC质耐火材料在高温氧化时生成致密且连续的莫来石质耐火薄膜,所以其抗氧化能力明显高于Si3N4结合SiC质耐火材料,有望提升高温氧化后的强度,抵抗高温煤气的冲刷,提高欧冶炉围管的使用寿命;(3)熔融气化炉拱顶为整体浇注耐火材料,现用铝酸钙水泥结合的不定形耐火材料整体浇注或喷射而成。气化炉拱顶内衬铝矾土-棕刚玉喷涂料的界面热应力大于抗拉强度,可能导致其内部裂纹扩展发生断裂,服役期间热应力298.37MPa,允许的最大温差不得超过36.87℃;铝酸钙水泥水化物C3AH6、AH3内的水分子以结晶水的形式存在,完全失水温度在1000℃以上,且当其完全失水后强度为1.58MPa,水泥结合喷涂料才会发生重新烧结,超过1250℃后强度提升至1.92 MPa,这说明了水泥结合高铝喷涂料在中温服役期间强度处于低谷,最有可能发生热剥落。若添加钢纤维的喷涂料抗热震性比未添加钢纤维的喷涂料差,强度保持率差值幅度随着热震进行从8%增加到21%,钢纤维高温热膨胀系数较大,导致了裂纹的产生发生热剥落;开发了一组以刚玉/莫来石为主要物相的耐火喷涂料,与渣接触在界面处能够生成复合尖晶石,具有良好的抗欧冶炉炉渣性能,配套嵌入水冷套管不仅可以在表面形成冷凝渣壳免受机械磨损,而且降低了服役时的实际温度提升水泥结合时的强度和减少温度波动带来的热剥落。
其他文献
为了实现经济发展模式的转变与供给侧结构性改革,我国政府大力支持光伏产业的发展,采用各种补贴手段推动光伏产业的建设。在政府的大力支持下,我国光伏产业确实取得了迅猛的
自1998年我国实施改革住房制度开始,我国的房地产在整个宏观经济中起到的作用越来越关键,但是由于房地产行业的快速崛起慢慢地与实际中的实体经济的联系与支撑发生断层。于是
随机反应扩散系统在物理学,生物学以及化学等领域具有广泛应用。系统结构发生突然变化时,一个连续时间的马氏链可以描述运作模态的切换过程。很多时候,时滞现象难以避免,系统
近年来,由于镁合金具有优良的机械力学性能和生物降解性引起了研究者的广泛关注,成为医用植入物材料的主流选择。然而,镁合金腐蚀电位较低,容易腐蚀,尤其是在含氯离子的体液
本文通过运用标杆瞄准评估法和企业战略思想等管理分析方法,结合集成产品开发(IPD)的管理思想,对GDZX农科公司现存新产品开发流程进行系统的调查研究分析。GDZX农科公司新产
发展和推广电动汽车是解决我国能源和环境问题的一个可行策略。我国电动汽车市场在政府的大力扶持下发展迅猛。但自2013年起,我国政府开始对电动汽车实施逐渐退坡的购车补贴
随着互联网广告的发展,一个值得研究的问题是消费者在决定购买商品的过程中,消费者在不同网站转换的成本非常低,往往会看到不同互联网平台展示的广告。这一问题会使得广告投
核能作为一种能够替代化石能源的新型清洁能源,受到了世界各国的广泛关注。因此,大力发展核能已成为能够解决世界能源缺乏危机的最强有力的手段。但是,在核反应堆运行期间,核
众所周知,分数阶微分方程的研究涵盖了许多领域,如物理、生物和工程等,Schr?dinger方程在Bose-Einstein凝聚、等离子体、非线性光学、流体动力学等领域中也有着重要的应用。
目的:皮肤创伤后的无痕修复一直是临床治疗的难题,而研究发现胎儿皮肤存在“无痕愈合”的现象;ΔNp63是胎儿皮肤发育的主要调节剂,在表皮发生过程中起着至关重要的作用。研究表明,miRNA已参与皮肤发生的分子调控途径。本研究基于人胚皮肤小RNA测序,旨在筛选靶向ΔNp63调控人皮肤发育的miRNA,并进一步研究其调控机制,探究皮肤发育的机制,为皮肤的无痕修复奠定基础。方法:本研究采集不同胚龄胎儿皮肤样
学位