精炼炉高侵蚀区是如何选择耐火材料的？
2024-09-21 14:35:44 点击：
精炼炉的高侵蚀区在选择耐火材料时，需要考虑以下几个关键因素：高温条件、熔渣和金属的化学侵蚀、机械磨损、热冲击等。这些因素决定了耐火材料须具备优异的耐高温性、抗化学侵蚀性、耐磨性和抗热震性。以下是精炼炉高侵蚀区耐火材料选择的原则和常用材料：
1. 高温稳定性
精炼炉内的温度通常较高，尤其是在高侵蚀区（如炉底、炉壁和渣线区域），温度可达到1500°C到1700°C。耐火材料须能够在高温下保持稳定的物理和化学性质，不发生软化、熔融或结构分解。
常用材料：镁质耐火材料（如镁砖、镁铝尖晶石砖、镁碳砖）是目前比较合适的材料。镁质材料具有优异的耐高温性能，能够承受精炼炉的高温环境。
2. 抗化学侵蚀性
精炼炉内会与熔渣、金属以及气体发生复杂的化学反应，尤其是渣线区域和金属接触区，耐火材料须具备较强的抗侵蚀性。熔渣中的碱性氧化物（如CaO、MgO）和酸性氧化物（如SiO₂、Al₂O₃）对耐火材料的化学侵蚀较强。
常用材料：
镁铬砖：对碱性熔渣和高温金属液有较好的抗蚀性，常用于炉渣线和金属接触区。
镁碳砖：具有优异的抗渣侵蚀性和抗氧化性，尤其适合于对抗碱性渣的侵蚀，同时碳的加入提高了抗熔损能力。
尖晶石砖（镁铝尖晶石）：具有良好的抗化学侵蚀性，能够抵御酸碱熔渣的侵蚀，并且具有较好的热震稳定性。
3. 耐磨性
高侵蚀区由于受到物料的流动、金属液的冲刷和熔渣的摩擦，磨损较为严重。耐火材料须具备较高的耐磨性，避免过快磨损。
常用材料：
镁碳砖：由于其硬度高，抗机械冲刷能力强，能够很好地抵御金属液和熔渣的冲刷磨损。
碳化硅材料：碳化硅具有优良的耐磨性和抗热震性，常用于炉口和其他受到严重磨损的区域。
4. 抗热震性
精炼炉操作中频繁的加热和冷却会对耐火材料产生热冲击，这可能导致材料的开裂、剥落等。高侵蚀区的耐火材料须具有良好的抗热震性能，能够在快速的温度变化中保持稳定。
常用材料：
尖晶石砖：热震稳定性好，能够承受温度的剧烈波动。
镁铝尖晶石砖：兼具高温强度和良好的抗热震性，特别适合在温度波动较大的区域使用。
5. 抗氧化性
精炼炉高侵蚀区由于暴露在高温环境中，氧化作用加剧，特别是碳质耐火材料容易被氧化。因此，碳质材料通常需要加入抗氧化剂，以减少氧化引起的损耗。
常用材料：在镁碳砖中常加入抗氧化剂（如铝粉、硅粉）来提高抗氧化性能，防止碳的氧化损耗。
6. 经济性和耐用性
高侵蚀区对耐火材料的消耗较大，因此在选择材料时，还需要考虑经济性和耐用性。虽然一些材料价格较高（如镁铝尖晶石砖和碳化硅材料），但由于它们使用寿命较长，能够减少维修频率，从长期来看具有较好的经济效益。
总结
精炼炉高侵蚀区的耐火材料选择需基于炉内的工作条件，通常优先选择具备高温稳定性、抗化学侵蚀、耐磨和抗热震性能的材料。常用的耐火材料包括镁质耐火材料、镁铝尖晶石砖、镁碳砖以及碳化硅材料等。这些材料能有效应对高侵蚀区的复杂工况，延长炉衬的使用寿命并提高精炼炉的运行效率。
