煉鋼是一種重要的工業(yè)生產(chǎn)工藝。但是在冶煉過(guò)程中產(chǎn)生大量的煙氣和塵粒,即污染環(huán)境又浪費(fèi)資源。如果將煙塵引入沉降室,經(jīng)水冷裝置冷卻回收大部分煙塵,剩余煙塵經(jīng)布袋除塵器除塵,既達(dá)到了煙氣排放標(biāo)準(zhǔn),又解決了煙塵回收問(wèn)題。但是,煙塵沉降室耐火材料侵蝕嚴(yán)重,使用壽命只有3~5個(gè)月。這一方面與煙塵成分復(fù)雜,侵蝕性強(qiáng)有關(guān),另一方面與耐火材料選材有關(guān)。
選用某鋼廠煉鋼煙塵,對(duì)沉降室在用的粘土磚以及擬用的氮化硅結(jié)合碳化硅磚和鎂鉻磚進(jìn)行了靜態(tài)坩堝法抗渣試驗(yàn),為煙塵沉降室耐火材料選擇提供參考
煙塵的主要化學(xué)組成為:SiO2 10.52%,CaO 37.27%,Fe2O3 29.64%,MgO 4.34%,AL2O3 2.21%,MnO 2.56%,TiO20.85%,K2O 0.02%,Cr2O3 1.13%,ZnO 7.05%?梢(jiàn)該煙塵為堿性渣。使用的三種耐火磚的主要理化指標(biāo)見(jiàn)下表
抗渣試驗(yàn)采用靜態(tài)坩堝試驗(yàn)方法,在試樣的中間鉆取內(nèi)孔φ36mmX30mm的坩堝試樣,將20g煙塵渣放入坩堝內(nèi)孔中,在1300℃保溫24h后,沿坩堝中心軸切開(kāi),觀測(cè)其侵蝕情況,試樣的剖面照片見(jiàn)圖1,可以看出:粘土磚侵蝕最為嚴(yán)重,氮化硅結(jié)合碳化硅磚次之,鎂鉻磚幾乎沒(méi)有侵蝕。
抗渣試驗(yàn)后粘土磚試樣的SEM照片見(jiàn)圖2,由圖2a可以看出,侵蝕后試樣可分為完全反應(yīng)層、部分反應(yīng)層和原磚層三成。根據(jù)各層的放大照片圖2(b)、圖2(c)和圖2(d)一級(jí)各層的EDS面掃描分析結(jié)果(見(jiàn)表2),經(jīng)分析認(rèn)為:高溫下液態(tài)煙塵渣與粘土磚接觸后發(fā)生滲透、侵蝕反應(yīng),粘土磚中的主要成分SiO2、AL2O3容易溶解到煙塵渣中。因此粘土磚抗煙塵渣侵蝕性較差。
抗渣試驗(yàn)后氮化硅結(jié)合碳化硅磚試樣的侵蝕層可分成部分反應(yīng)層和原磚層兩層。經(jīng)分析認(rèn)為:高溫下液態(tài)煙塵渣對(duì)氮化硅結(jié)合碳化硅磚的潤(rùn)濕性較差,很難滲透,但高溫下氮化硅結(jié)合碳化硅磚易氧化,氧化產(chǎn)物SiO2容易溶解到煙塵渣中。因此氮化硅結(jié)合碳化硅磚抗煙塵渣侵蝕性一般
抗渣試驗(yàn)后的鎂鉻磚試樣可分成附渣層、致密界面層、滲透反應(yīng)層和原磚層四層。根據(jù)各層的放大照片分析認(rèn)為:高溫下液態(tài)煙塵渣能滲透到鎂鉻磚中,但鎂鉻磚中主要成分方鎂石、鎂鉻尖晶石不容易與煙塵渣反應(yīng)生成低熔點(diǎn)物相,因此鎂鉻磚具有優(yōu)異的抗煙塵渣侵蝕性。