礦熱爐出鐵口爐眼磚如何延長(zhǎng)使用壽命？

出鐵口爐眼磚也叫渣鐵口爐眼磚，多用在有色金屬冶煉行業(yè)比如：硅鐵、工業(yè)硅、硅錳等電爐中的爐眼部位，根據(jù)冶煉電爐的功率大小可定制加工不同形狀及尺寸的產(chǎn)品。

出鐵口爐眼磚采用炭—碳化硅磚代替碳磚的可行性：出鐵口是爐襯高溫部位向外界過(guò)渡的地方，赤熱的液態(tài)金屬對(duì)出鐵口產(chǎn)生機(jī)械沖刷和高溫侵蝕的作用。比如在硅鐵冶煉電爐中：我們用光學(xué)測(cè)溫測(cè)得在硅鐵電爐爐況正常時(shí)，從鐵口流出的75%硅鐵溫度為1600℃左右。因此設(shè)計(jì)中的出鐵口磚應(yīng)按耐火度要≥1850℃考慮，即可滿足要求，另外炭—碳化硅磚有較高的熱導(dǎo)率，比炭磚的導(dǎo)熱系數(shù)要高，局部的高溫較其它耐火材料更容易擴(kuò)散。

氮碳化硅磚是以碳化硅（SiC）為骨料，配以工業(yè)硅粉、攪拌均勻、沖壓成型，厚度要適中，不能太厚，太厚氮滲透率低，產(chǎn)品的性能降低，在高溫下氮化燒結(jié)而成，3Si+2N2=Si3N4，該反應(yīng)生成纖維狀的Si3N4，將SiC顆粒緊密地結(jié)合在一起，形成三維空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，獲得高的強(qiáng)度。同時(shí)N2把顆粒中的氧置換出來(lái)，獲得很強(qiáng)的抗氧化性能，此產(chǎn)品含碳化硅70%~75%，氮化硅18%~25%。此材質(zhì)優(yōu)點(diǎn)是高溫下強(qiáng)度高，良好的熱震性和抗堿侵蝕性，低的熱膨脹率，良好抗氧化性，抗金屬和爐渣沖刷、抗腐蝕性和氣體的侵蝕性。缺點(diǎn)是Si3N4在蒸汽的作用下抗氧化作用下降，在800℃以上水蒸氣會(huì)分解Si3N4，高溫下暴露在空氣中會(huì)縮短使用壽命。另外受其結(jié)構(gòu)及氮化效果影響，氮碳化硅磚厚度也受限制。

氮碳化硅磚在高溫情況下具有強(qiáng)度高，良好的熱震性和抗堿侵蝕性，低的熱膨脹率，良好抗氧化性，抗金屬和爐渣沖刷、抗腐蝕性等優(yōu)異的性能，但是若砌筑方式及使用才做不當(dāng)其損壞也非常迅速，根據(jù)其物化性能及日常使用經(jīng)驗(yàn)分析出如下幾點(diǎn)損壞因素及維護(hù)預(yù)防措施。

一：化學(xué)反應(yīng)破壞及預(yù)防

氮碳化硅磚的破壞主要是SiC被破壞為主，具體反應(yīng)式如下：SiC+Fe=FeSi+C，而作為爐眼及周邊爐墻很難達(dá)到次反應(yīng)溫度（約1100℃），同時(shí)氮化硅是很難被破壞的，而且在1200℃以下幾乎不會(huì)被氧化，氮碳化硅磚中的Si3N4在水蒸氣的作用下抗氧化能力會(huì)明顯減弱，在800℃以上水蒸氣就能開始分解Si3N4。

預(yù)防措施：①必須安裝開堵爐眼機(jī)并配入無(wú)水泥球進(jìn)行開眼和堵眼操作，取消原來(lái)的黃泥堵眼。無(wú)水泥球高溫作用下燒結(jié)成型具有良好的封堵效果，同時(shí)機(jī)械堵眼保證了堵眼深度，延長(zhǎng)出鐵口使用周期，此外無(wú)水泥球?qū)t眼具有一定的修復(fù)效果：②減少吹氧出鐵，因?yàn)榇笛踹^(guò)程中爐眼溫度局部過(guò)高，此時(shí)氧氣、水汽以及吹氧管中Fe等對(duì)氮碳化硅磚的破壞相當(dāng)嚴(yán)重：同時(shí)嚴(yán)禁水淋、水堵等違章操作：③在換眼后需及時(shí)進(jìn)行修眼操作，保證出鐵口外側(cè)氮碳化硅的密封效果：④盡可能保證干料入爐，減少水冷設(shè)備漏水。

二：物理機(jī)械破壞及預(yù)防
氮碳化硅磚雖具有很高的機(jī)械強(qiáng)度，但是在熱應(yīng)力的作用下強(qiáng)度很明顯下降，日常使用過(guò)程中開眼機(jī)鉆桿積壓、震動(dòng)及出鐵過(guò)程中拉眼操作是主要原因。
預(yù)防措施：①選擇合適尺寸的開眼機(jī)鉆頭，在保證排渣正常情況下盡可能選擇稍小的鉆頭，爐眼使用前期可選擇使用φ70mm鉆桿，后期可增至φ80mm ②堵眼過(guò)程中保證泥球用量，使其起到較好的修復(fù)效果，以降低拉眼過(guò)程中造成的損傷“③條件允許情況下盡可能減少出鐵爐次，降低爐眼使用頻率④定期修眼，必要時(shí)進(jìn)行封眼操作。
總結(jié)：（1）使用氮化硅結(jié)合氮碳化硅磚作為錳硅礦熱爐的出鐵口配合使用開堵眼機(jī)，有利于延長(zhǎng)出鐵口使用周期和提高使用質(zhì)量，有利于改進(jìn)各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和提高產(chǎn)量。（2）氮碳化硅磚也有明顯的缺點(diǎn)，必須嚴(yán)格按照操作規(guī)程使用、維護(hù)、堵眼封眼操作。（3）砌筑過(guò)程中需保證其密封性，盡可能使用相同材質(zhì)砌筑或?qū)⒔涌p處薄弱環(huán)節(jié)延至“死料區(qū)”，防止因膨脹系數(shù)差異及高溫渣鐵侵蝕造成的損壞。

礦熱爐爐眼磚如何延長(zhǎng)使用壽命？

爐眼部位每次出鐵工人需要用燒穿器、圓鋼、碳棒等燒開爐眼，出完鐵后，還需要用泥球等堵住出鐵口。
礦熱爐的爐眼損壞的機(jī)理主要包括氧化侵蝕和機(jī)械沖刷侵蝕。
爐眼受到高溫爐氣、熔化的硅水以及高溫爐渣的侵蝕和機(jī)械沖刷，導(dǎo)致爐眼直徑越來(lái)越大，后期堵眼困難，就會(huì)出現(xiàn)跑眼和噴火現(xiàn)象，嚴(yán)重影響礦熱爐的正常使用和經(jīng)濟(jì)效益。
通過(guò)長(zhǎng)期的實(shí)踐中我們發(fā)現(xiàn)，采用氮化硅結(jié)合碳化硅爐眼磚，可延長(zhǎng)爐眼使用壽命。
氮化硅結(jié)合碳化硅磚高溫下強(qiáng)度高，有良好的抗熱震性和抗堿侵蝕性，低的熱膨脹率，良好的抗金屬和爐渣沖刷、抗腐蝕性氣體侵蝕能力強(qiáng)等明顯優(yōu)點(diǎn)。但其也有明顯的缺點(diǎn)，由于氮化硅結(jié)合碳化硅磚具有良好的熱導(dǎo)性，高溫下暴露于空氣中會(huì)縮短其使用周期.因此作為出鐵口須用鋼板很大限度地密封;其次是坯體的厚度不能過(guò)厚，過(guò)厚氮化不透或不均勻，強(qiáng)度都會(huì)下降，影響整體壽命。
氮化硅結(jié)合碳化硅磚的破壞主要是SiC被破壞為主，其含量約占70%～75%，在1100℃時(shí)就會(huì)與Fe發(fā)生反應(yīng)，從而受到破壞，具體反應(yīng)式如下：
SiC+Fe=FeSi+C
雖然反應(yīng)進(jìn)行的開始溫度低，但是FeSi的熔點(diǎn)為1410℃在錳硅合金的生產(chǎn)中液態(tài)錳硅合金溫度約在1500～1550℃之間，而在爐墻四周溫度很難達(dá)到該溫度，因此SiC的破壞是一個(gè)非常緩慢的過(guò)程，所以打爐時(shí)四周存在明顯的SiC層。氮化硅是很難被破壞的，而且在1200℃以下幾乎不會(huì)被氧化，但在1410℃以上時(shí)會(huì)被鎂、鎳鉻合金、不銹鋼溶液等溶液所腐蝕，因此有氮化硅的存在，氮化硅結(jié)合碳化硅磚耐寒熱的能力變得很強(qiáng)。
為了阻礙H20、Fe、O2等對(duì)氮化硅結(jié)合碳化硅磚出鐵口的破壞，首先須選擇無(wú)水泥球并利用開堵眼機(jī)進(jìn)行開眼和堵眼，無(wú)水炮泥在出鐵口的高溫作用下能產(chǎn)生自我燒結(jié)成型作用，起到良好的自我封堵效果，既保護(hù)了氮化硅結(jié)合碳化硅磚又能穩(wěn)定出鐵口的深度，確保出鐵排渣順暢，延長(zhǎng)出鐵口使用周期;其次是減少吹氧出鐵，如果要進(jìn)行吹氧出鐵也要先用開眼機(jī)把爐眼鉆到一定深度(至少30cm以上)后再進(jìn)行吹氧;再次是杜絕水淋及水冷爐眼，在使用氮化硅結(jié)合碳化硅磚出鐵口后且使用開堵眼機(jī)杜絕了有水堵爐眼，從而杜絕了水淋水冷爐眼的壞習(xí)慣。有效的延長(zhǎng)了爐眼磚的使用壽命。