В системе сухого гашения кокса огнеупорные кирпичи подвергаются частым термическим воздействиям, что может привести к отслаиванию, растрескиванию и другим поломкам. Это серьезно влияет на срок службы печи и безопасность производства. В данной статье мы подробно рассмотрим четыре ключевых фактора, влияющих на термоударостойкость высокоглиноземистых мюллитовых огнеупорных кирпичей: соотношение сырья, микроструктура, технология спекания и частота термоциклов в условиях эксплуатации.
Содержание мюллита и корунда в сырьевой смеси имеет решающее значение для термоударостойкости огнеупорных кирпичей. Например, при увеличении доли мюллита до 60% и более, огнеупорные кирпичи показывают более высокую устойчивость к термоудару. Это связано с тем, что мюллит обладает низким коэффициентом термического расширения и хорошей химической стабильностью. С другой стороны, корунд повышает твердость и огнеупорность кирпича, но при большом его количестве может снизить термоударостойкость из-за более высокого коэффициента термического расширения.
Микроструктура огнеупорных кирпичей, в частности распределение пор и прочность границ кристаллов, также оказывает существенное влияние на термоударостойкость. Например, равномерное распределение пор размером от 1 до 5 микрометров способствует снижению внутренних напряжений при термоциклах. Это связано с тем, что поры могут поглощать часть энергии термоудара. Границы кристаллов, обладающие высокой прочностью, препятствуют распространению трещин, что также повышает термоударостойкость.
Параметры технологии спекания, такие как скорость нагрева и время выдержки, играют важную роль в формировании микроструктуры и, соответственно, термоударостойкости огнеупорных кирпичей. Например, при скорости нагрева от 5 до 10 градусов в минуту и времени выдержки при максимальной температуре от 2 до 4 часов, получаются кирпичи с более равномерной микроструктурой и лучшей термоударостойкостью. Быстрый нагрев может привести к образованию внутренних напряжений и растрескиванию кирпича, а недостаточное время выдержки может привести к неполному спеканию и низкой прочности границ кристаллов.
В условиях эксплуатации частота температурных колебаний и способ охлаждения также влияют на термоударостойкость огнеупорных кирпичей. Например, при частоте термоциклов более 10 раз в сутки, огнеупорные кирпичи подвергаются более сильным нагрузкам. Кроме того, быстрый охлаждение, например, с использованием воды, может привести к образованию больших внутренних напряжений и ускоренному разрушению кирпича. В то время как медленное охлаждение, например, естественным путем, позволяет кирпичу равномерно охлаждаться и снижает риск поломок.
Для подтверждения наших выводов, рассмотрим несколько реальных примеров. В одной из металлургических предприятий были испытаны два типа огнеупорных кирпичей с разными составами и микроструктурами. После 100 термоциклов, кирпичи с более высоким содержанием мюллита и равномерным распределением пор показали меньшую площадь отслаивания - всего 10%, в то время как кирпичи с меньшим содержанием мюллита и менее равномерной микроструктурой имели площадь отслаивания до 30%. В другой печи, где использовались кирпичи с оптимальной микроструктурой и технологией спекания, срок службы футеровки увеличился на 30% по сравнению с предыдущими типами кирпичей.
При выборе огнеупорных кирпичей для системы сухого гашения кокса рекомендуется выбирать кирпичи с содержанием мюллита не менее 60%, равномерным распределением пор размером от 1 до 5 микрометров и хорошей прочностью границ кристаллов. Также важно учитывать условия эксплуатации, такие как частота термоциклов и способ охлаждения. При установке огнеупорных кирпичей необходимо соблюдать все технологии монтажа, чтобы обеспечить равномерное распределение нагрузки и избежать образования внутренних напряжений. Это поможет уменьшить риск непланируемых остановок производства и увеличить срок службы футеровки на 30% и более.
Вы столкнулись с каким - то видом термоударного разрушения? Присоединяйтесь к обсуждению и делитесь своими опытами в комментариях!
Узнать больше о повышении термоударостойкости огнеупорных кирпичей
