干熄焦炉斜道区用耐火材料的损毁机理

　　针对干熄焦炉体的损坏情况，综合目前国内干熄焦生产过程中存在的各种问题，发现干熄焦炉体主要的损坏部位是斜道区牛腿砖。易损部位的损毁机理如下。

1 结构原因

　　卢一国等人通过理论计算与分析指出，斜道区耐材损坏以结构应力为主。斜道牛腿受上部环梁、环形风道自重的压力，焦炭向下移动的摩擦力、向上的循环气体夹带焦粉的冲刷力和材料本身膨胀、收缩的内力作用。炉体升温时，环形风道和环梁沿直径方向向外膨胀，而牛腿膨胀向炉心变化，形成剪切力;由于焦炭和循环气体温度变化，在无外力作用下环梁的直径基本不变，只是环梁的砖缝被拉开。焦炭、循环气体及耐火材料的温度沿斜道高度连续变化，特别是斜道区下部温度在300~700℃之间变化，会产生很大的热应力，从而造成耐火材料的拉裂、剥落等。牛腿冷收缩时受到上部砌体的压力使其头部砖被拉断，同时受焦炭和循环气体温度变化的影响使砖龟裂、剥蚀而损坏。

2 化学侵蚀原因

　　在受到结构应力损毁的同时，炉内介质对耐火材料产生化学作用，主要包括以下几个方面：

　　(1)循环气体中的CO在300~600℃范围内发生化学反应(2CO→CO2+C)，分离出的游离碳对耐火材料有侵蚀作用，会造成耐火砖砌体破裂或完全损坏。

　　(2)国产的莫来石砖和碳化硅砖一般都含有Fe2O3，内衬砖高温状态下长期经受CO、H2等气体的侵蚀，在强还原性气氛下极易与Fe2O3反应。反应方程式为：

　　3CO+Fe2O3→2Fe+3CO2

　　H2+Fe2O3→3H2O+2Fe。

　　生成的CO2(g)、H2O(g)与灼热的焦炭在高温状态下又生成强还原性气体CO、H2，进一步加速游离碳的生成。

　　(3)碱侵蚀。乌克兰在对干熄焦内衬砖的研究中发现，焦炭表面富集一定的碱金属，在750℃以上可产生少量的钾钠或钾盐钠盐的蒸气，它们会分解莫来石晶相结构形成松脆质结构的六方钾钠霞石等低熔物，致使制品表层呈层状脱落，在焦炭、气流的作用下磨损加速。

　　(4)各种有害介质与炉衬材料发生化学作用导致的化学侵蚀损毁。

理化指标

BM类砖主要理化性能指标要求

AM类砖主要理化指标