某4000 m3级高炉炭砖侵蚀机理研究

大型高炉长寿化是实现炼铁工艺节能、减排、平衡成本与高产量的重要手段,而影响高炉寿命最重要的因素则是高炉炉缸炭砖的破损情况。本文对我国某4000 m3高炉炉缸炭砖的侵蚀行为进行了详细的分析,研究了炭砖的化学成分和物理性能的变化,讨论了残余炭砖热面的微观结构组成,得出了炉缸炭砖的侵蚀机理。结果表明,该4000 m3高炉炉缸炭砖的侵蚀在高度和圆周方向上较不均匀,在高度方向上,出铁口中心线以下2.1 m处的炭砖最为严重,圆周方向侵蚀最严重处则主要发生在铁口正下方与靠近铁口周围区域,炉缸侵蚀形貌整体“象脚形”。使用近15年后的高炉炭砖耐压强度大大降低,灰分含量明显增加,炭砖热面处富集有大量氧化锌与氧化钾及氧化钠。在炉缸炭砖砖缝间和炭砖脆化层内部发现有大量的锌沉积,有效证明了锌蒸气通过在炭砖表面的沉积和渗入是促进炭砖脆性层形成、降低炭砖抗铁水侵蚀能力、增加炉缸炭砖破裂的风险的重要原因。