2022年12月14日
(2022-12-14 08:38:50)
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焦炉蓄热室格子砖的破损与其中Fe2O3、K2O等杂质含量过高有关,半硅砖用后组成分析结果表明,其砖中的Fe2O3、K2O增加幅度比黏土砖小。用后黏土质和半硅质格子砖的主要组成包括高岭石、玻璃相、莫来石相以及以镁铝钛铁氧化物为主的析出相。基质相及析出相中Fe2O3含量高,K2O在高岭石相中的固熔降低了格子砖的熔点并使砖的性能劣化。Fe2O3与CO在蓄热室换热加热的循环过程中与格子砖发生的反复的氧化还原反应,推测是引起格子砖体积过度膨胀变形的原因。因此,提高砖的质量、减少杂质含量,有利于提高蓄热室的使用寿命。
焦炉的使用寿命有些长达30年以上,其蓄热室用耐火材料多为黏土砖及半硅砖,对其用后性能研究较少。国内有过对使用30年左右的焦炉格子砖进行研究的报道,认为格子砖的破损与熔渣渗透、格孔堵塞和附渣的软融或熔化温度有关;砖中形成莫来石晶体是保持格栅不变形的关键。但从近年的报道可知,有的焦炉使用5~7年,蓄热室格子砖就出现变形堵塞。武钢7.63m焦炉采用德国技术,蓄热室采用黏土质和半硅质格子砖,分层交错砌筑。7.63m焦炉运行5年后,部分炭化室出现蓄热室换热能力不够、熄焦质量不好和强度偏低的问题。本文结合格子砖的理化性能、显微结构和相组成,对格子砖的破损机理进行了分析讨论。
蓄热室格子砖出现问题,是从发现炭化室温度偏低、焦炭偏生、强度低开始。陆续对不同孔的蓄热室格子砖进行了更换,发现黏土砖及半硅砖都存在格孔变形、堵塞、发泡等现象,尤其是蓄热室上部3~5层的黏土砖多出现软融、格孔堵塞、多层格子砖粘接在一起。
对使用前后格子砖的理化性能进行了分析,使用前的格子砖理化性能分析数据。从分析结果可见,黏土质格子砖碱金属氧化物、氧化铁含量均超标,荷重软化温度偏低;半硅砖氧化铁含量超标,荷重软化温度偏低。用后的黏土质格子砖体积密度为1.82g/cm3,显气孔率为38.2%;有些样品气孔率更大,密度更低,说明格子砖发泡,性能弱化;用后的半硅格子砖体积密度为2.04g/cm3,显气孔率为30.6%,与使用前比较,显气孔率有所增加,体积密度降低。
格子砖使用前后组成对比分析结果表明:黏土质格子砖用后Al2O3、SiO2含量变化幅度很大,SiO2下降幅度大的原因值得思考;棕色发泡物SiO2含量降低幅度略小,Al2O3含量有所增加,但是Fe2O3增加幅度大,CaO、K2O、TiO2含量都有所增加。半硅砖用后Al2O3、SiO2含量变化较小,K2O、Fe2O3、CaO含量有所增加。