爐襯的損毀機理
礦熱爐利用三個自焙電極加熱爐料,將金屬元素從氧化物礦石中還原熔煉,爐內溫度榮盛耐材可達2000~3000℃。礦熱爐襯一般由外層、中層和內層三部分組成。外層的作用是保溫,很少損壞,稱為榮盛耐材層;中層起防止漏爐的作用,相對安全,又稱安全層;內層又稱工作層,是該層耐火材料工作條件榮盛耐材差、榮盛耐材脆弱的部位。因此,爐襯損壞主要是由于工作層耐火材料的損壞,包括物理、化學、機械等因素。具體如下:
1、腐蝕:當工作層耐火材料的工作溫度超過其耐火性時,就會發生腐蝕。鎂爐襯的荷載軟化溫度約為1550℃,榮盛耐材容易在溫度較高的部位發生腐蝕,如靠近電弧區的爐墻和自烤電極下的爐底。
2、化學侵蝕:工作層耐火材料可與爐渣、熔融金屬和反應氣氛發生化學反應。不同的鐵合金在冶煉過程中有不同的爐內環境和不同的化學反應。礦熱爐榮盛耐材常用的碳襯在400℃以上發生氧化反應,甚至發生“反氧化現象”,使其內部空化和材料損壞。冶煉過程中的缺碳操作也會消耗碳材料作為還原劑。鎂襯的使用溫度往往高于其負荷軟化溫度,加速爐渣和熔融合金的化學侵蝕。
3、機械沖蝕:工作層耐火材料會受到冶金原料倒入沖擊、金屬熔體和爐渣沖刷等機械作用。工作溫度較高區域的耐火材料強度會不同程度地降低甚至軟化,在機械作用下更容易損壞。