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高炉炼铁生产中，炉前工作是关系到高炉正常生产的关健环节之一，炉前工作的主要任务是保证按时出净渣铁，同时维护好炉前设备以及对出铁沟铁口泥套的维护。实际生产过程中，因出铁沟、铁口泥套、小坑等的维护和修补而影响高炉正常生产的事故屡见不鲜，虽然随着高炉的大型化，大中型高炉配备了双铁口及三铁口保证高炉的正常出铁，甚至不少六百级以下的小型高炉都已开始采用双铁口出铁，因炉前铁沟、泥套、小坑等的维护和修补影响正常出铁的事故已越来越少，但作为影响炉前工作量的主要因素，出铁沟及铁口泥套等的维护，依然是炉前工作的重点之一和影响炉前劳动强度的关健因素之一。所以不断改善和延长铁沟、泥套等的使用寿命，减少维护次数，是减少炉前工作强度的有效措施。影响出铁沟及泥套等的使用寿命的主要原因是所用耐材的质量，应该说，出铁沟耐火材料消耗量，是高炉炼铁系统内消耗耐火材料最多的部位。其原因主要与工作层内衬反复频繁地受到高温铁水和熔渣的冲刷、磨损和腐蚀作用，工作条件相当恶劣有关。尤其是主铁沟段的耐火材料内衬受到的侵蚀作用更甚。分析和研究出铁沟耐火材料的损毁原因，为断改善和提高出铁沟耐材的使用帮命，不仅是减轻炉前工作强度的需要，也是降本增效的要求。 目前，国内基本所有的高炉都采用了修补方便、使用寿命更长的浇铸料砌筑的出铁沟，浇铸料出铁沟耐材的损毁原因包括以下一些方面： 1、铁水和炉渣的机械冲刷磨损 出铁沟内衬使用时受到高速含渣铁流的严重冲刷磨损作用。出铁沟内衬的使用寿命与Al2O3-SiC-C浇注料的高温抗折强度有密切关系，高温抗折强度增加，侵蚀速度降低。因此，浇注料的高温抗折强度被用作衡量浇注料的耐用性或质量的一项基本性能指标。因此，设法提高浇注料的高温抗折强度，可以提高其使用寿命。同时，出铁沟的设计不合理，出宽度和深度设计不合理，使渣铁水流速加大，也会加剧渣铁水对出铁沟内衬的冲刷，出铁沟弯度不合理，也会加剧在弯度区域的冲刷，缩短此处内衬的寿命。 2、化学侵蚀作用 出铁沟内衬使用过程中，在上渣线和下渣线部位，空气(氧)、炉渣和铁水与耐火材料发生一系列的化学侵蚀作用，结果造成上、下渣线的局部严重损毁。 以Al2O3-SiC-C为主成分的出铁沟内衬被炉渣浸润，炉渣可沿内衬表面上升，形成很薄的一层渣膜(90~1200μm)。空气通过这层渣膜进入内衬，使SiC氧化，氧化生成的SiO2溶解于渣膜中。沿渣膜的高度方向，SiO2的浓度存在着浓度差，由于表面张力的变化，炉渣产生上下方向运动，结果造成局部损毁。 熔渣黏附在耐火材料内衬的表面或渗透到内衬耐火材料之内，在内衬与铁水之间形成渣膜，耐火材料与渣膜发生反应。如渣膜中的FeO与出铁沟耐火材料中的SiC反应，2FeO+SiC→SiO2+2Fe+C,使SiC颗粒氧化，促进了耐火材料的结构蚀损。渣膜不断运动，促进了新鲜渣补充渣层，同时除去了被蚀损的成分。又由于熔渣中的SiO2与铁水反应，SiO2+2Fe→2FeO+Si，生成新的FeO,可以不间断地供给FeO,更加速了耐火材料的局部损坏。另外，不同成份的渣铁，具有不相同的化学侵蚀能力，生产中长期采用化学侵蚀力较大的渣铁操作，如高温低碱度渣操作，长期的高硫操作等，都会加剧渣铁对铁沟内衬的化学侵蚀，缩短出铁沟的使用寿命。 3、热震损毁 热震损毁是出铁沟内衬的主要损毁机理之一。出铁沟内衬施工后在干燥和烘烤时可能会出现裂纹，使用过程中，反复受到500℃↔1500℃温度循环变化作用，产生横向和纵向裂纹，加剧内衬的浸透和侵蚀。从这一方面来看，高炉生产越稳定，包括炉温的稳定，出铁时间的稳定，正点出铁率的稳定等，都可以从操作上有效的稳定出铁沟的温度变化，从而有效的减少热震效应，延长出铁沟的使用寿命。 4、砌筑质量 出铁沟的修补与重做，通常都是在紧张的工作环境下完成的，任务重，工作量大，工作环境恶劣，而且，专业水平和施工不平也参差不齐，很容易因施工不规范，要求不达标而产生修补砌筑质量问题，进而影响出铁沟的工作寿命。所以施工中应严格按相关耐材施工要求施工，确保砌筑质量。 小结：1影响出铁沟寿命的关健因素是内衬耐材的性质，提高耐材的高温抗折强度，搞化学侵蚀能力和抗热震能力，都可以有效的延长铁沟使用寿命。 2、高炉操作制度及炉前工作质量也是影响耐材使用寿命的关健因素之一，采用合理的高炉操作制度和稳定炉前操作指标，可以有效减缓铁沟耐材化学侵蚀和热震侵蚀的速度，延长出铁沟寿命。 3、砌筑修补质量，设计施工质量，也是直接影响出铁沟寿命的主要因素之一。 |
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