熱壓小炭磚和劣質微孔炭磚侵蝕速度快的原因

高爐用炭磚的侵蝕有多種，以下主要分析三種不同的高爐炭磚，其受侵蝕速度快的原因。

進口熱壓小炭磚的侵蝕狀況

某些使用熱壓小炭磚的3 200～2 800m3高爐在生產2。6～4。0年後發生爐缸燒穿，燒穿部位在鐵口下方1。5～2。0m處，燒穿部位的炭磚沒有鉀、鈉、鋅、鉛的入侵。其中鞍鋼高爐存在冷卻壁水管偏細（50mm）和水量偏小問題（爐缸冷卻水量1 200m3/h）。某2 800m3高爐的冷卻水量不少，開爐僅2年8個月就燒穿，可見其燒穿的主要原因是炭磚質有的高爐燒穿部位殘留炭磚厚度只有50mm左右，薄層炭磚內表面很乾淨，沒有凝結渣-鐵保護層。由此看來，鐵水直接與炭磚接觸也是侵蝕速度快的原因。

熱壓小炭磚侵蝕原因分析

1） 鐵水滲透侵蝕。

由於熱壓小炭磚不是微孔炭磚，其中的電極石墨保持了石油焦的多孔結構，因此鐵水可以暢通無阻地深入炭磚很深的部位，從炭磚內部和外表同時侵蝕炭磚。圖6是鞍鋼高爐一塊被鐵水滲透侵蝕的炭磚斷口。可以看到，鐵水滲入炭磚內部很深的部位，使該炭磚鐵的質量分數達到28。44%。當鐵水流過時，炭磚很容易層層剝落，侵蝕速度必然加快。可見防止爐缸炭磚鐵水滲透侵蝕極為重要。

從圖7武鋼高爐炭磚滲鐵後的顯微結構可以看到，鐵水滲入炭磚後首先熔蝕炭磚的基料，使骨料顆粒孤立起來，炭磚失去強度，不耐鐵水沖刷而侵蝕掉。

2） 爐缸炭磚

溶洞

侵蝕。

區域性1～2塊炭磚質量很差可以形成熔洞侵蝕狀況。有一種熔洞侵蝕是爐缸某一部位被侵蝕出一個深洞，然後侵蝕速度加快；另一種熔洞侵蝕是陶瓷杯某處首先蝕穿，鐵水進入炭磚與陶瓷杯之間後形成熔洞。因熔洞中沒有流動的鐵水帶來的爐渣以生成渣壁保護層，鐵水直接與炭磚接觸，侵蝕速度加快。觀察爐缸燒穿部位的侵蝕特徵，可以認為是熔洞侵蝕的結果。

劣質微孔炭磚侵蝕較快的原因

杭鋼和新餘鋼廠2座1 000m3高爐均採用劣質微孔炭磚和劣質半石墨炭磚，高爐壽命僅4年左右，爐缸侵蝕嚴重被迫大修。2座高爐都受到鋅的嚴重侵蝕，殘存炭磚中鋅含量很高（見表1）。

表1 2座高爐殘存炭磚的化學成分（質量分數）

由表1可知，從爐底到爐缸的殘存炭磚都含有很多鋅，不含鐵、鉀、鈉、鉛。鋅的滲透侵蝕能力極強，它以氣態滲入炭磚的氣孔裂紋。直到爐底低溫區最下層炭磚，都有大量的鋅滲入，這是鉀、鈉和鐵水滲透都遠遠不及的情況。鋅的滲透有先入為主的能力，即有鋅滲入的炭磚，鉀、鈉、鐵都不能再滲入。杭鋼高爐炭磚的斷面照片（圖1、圖2）和電子顯微照片（圖3，白色為ZnO）可以證實這一點。

高爐原料鋅含量高對炭磚爐襯會造成嚴重侵蝕，但可以透過採取措施減輕危害或防止侵蝕。除減少入爐原料的鋅負荷外，採用優質微孔炭磚完全可以防止鋅的侵蝕。武鋼5號高爐第1代大修時，爐缸內堆積有多達數百噸的大塊貌似爐渣的凝結物。經檢驗，完全由ZnO+沉積炭組成。當時5號高爐的鋅負荷為1。3kg/t，但是爐缸、爐底的殘存炭磚中沒有滲入鋅和ZnO，高爐使用16年炭磚沒有被破壞。原因就是武鋼5號高爐採用了質量較好的微孔炭磚，高爐冷卻也比較好。可見，採用真正的微孔炭磚完全可以防止鋅的危害。