影响炉缸炉底炭砖使用寿命的因素分析

影响炉缸炉底炭砖使用寿命的因素分析
炉底、炉缸的寿命是决定一代炉役长短的关健区域，特别是铁口及铁口以下的异常侵蚀区域。

因此，无论是高炉操作者还是耐材生产商，从来没有间断过对于炉缸炉底用耐材的研究和改进，近年来由于炭质耐火材料（炭砖）的高导热性、抗热震性好、热膨胀系数低以及和渣铁亲和性差等优点而被广泛用作炉底和炉缸的内衬材料。

分析炉底、炉缸炭砖的侵蚀机理，主要包括机械侵蚀和化学侵蚀。

根据侵蚀机理分析，影响高炉炉底、炉缸炭砖使用寿命的主要因素有以下几种:①高温影响，炉缸炉底是高温渣铁贮存区，温度都在1400度以上，但是对炭砖而言，不管是早期的无烟煤基炭砖还是后来的石墨微孔炭砖或超微孔炭砖，其耐火度都很高，因此，高温对炭砖寿命的影响很小或可忽略。

②热应力的影响，因为炭砖本身的导热性很好，导热系数高，另外，所有炭砖的线热膨胀系数都非常小，一般来说炭砖的导热系数大于15W(m·K)则炭砖不会存在因热应力而遭破坏的问题。

早期高炉所使用的普通炭砖的导热系数较低[一般都小于10W (m·K)]，所以容易因热应力作用而产生环裂，但也可以通过减小单砖的体积或利用砌筑灰缝来解决应力问题。

现代优质炭砖具有高导热系数、高抗压强度具有高的抗热应力的能力，已基本不存在热应力影响炭砖寿命的现象。

③碱金属侵蚀的影响，碱金属对炭砖寿命的影响一是炭砖受到碱金属侵蚀后强度急剧下降。

其次是碱金属侵蚀后，炭砖体积发生膨胀，并有不同程度的塑性变形。

最后是炭砖受到碱金属侵蚀后导热系数增加，这是碱金属促使炭砖发生所谓的“低温石墨化”转变的结果。

④铁水对炭砖的渗透影响，铁水对炭砖的渗透能力与炭砖孔径大小、铁水静压力、接触角和表面张力等因素密切相关。

提高炭砖的微孔特性如降低气孔率、隔断和封闭气孔、减小气孔直径、提高微孔率等可以提高炭砖的抗铁水渗透能力。

⑤炭砖的氧化侵蚀影响，炭砖的抗氧化性能较其他材质的耐火材料差，这是它的致命弱点。

正常生产的高炉，炉缸呈还原性气氛，不会造成氧化侵蚀，只有在开炉初期或冷却器漏水时，才会形成氧化侵蚀，所以一般在碳
砖表层砌一层保护砖层，并应严格控制漏水，防止炭砖氧化侵蚀。

⑥CO分解中碳沉积影响，反应(2CO→CO2↑+C↓)一般发生在炭砖的表面也可以发生在炭砖里面，在炭砖表面或内部生成沉积的炭黑。

这种炭黑质脆而且松散容易造成炭砖膨胀而出现裂纹。

⑦流动不饱和铁水对炭砖的侵蚀，铁水对炭砖的侵蚀主要是指流动的铁水对炭砖的冲刷以及炭砖的碳向不饱和铁水中溶解的过程。

⑧设计和施工的影响，包括不同品质炭砖的设计和选用以及施工质量等。

特别是对炭砖质量的选用，直接关系炭砖耐各种侵蚀的能力，因此选用优质炭砖是防止过快侵蚀的关健。

⑨日常的操作和维护。

高炉的日常操作，煤气流分布，铁水含炭，炉温，冷却漏水等，都会对碳砖的侵蚀产生影响。