热力学计算表明,高炉炉缸仅存在纯的碱金属蒸气,不存在碱金属的氧化物和碳酸盐,并且碱金属蒸气压很低,不是对炉缸炭砖进行侵蚀的直接原因,而当前大多文献认为环裂是碱蒸气侵蚀的结果.炭砖传热性能较差时炭砖内部热应力较大,诱发炭砖产生微裂纹,纯的碱金属蒸气通过炭砖的微裂纹不断向炭砖低温区流动和扩散,微裂纹是环裂产生的诱因.在炉缸的高压环境下,800～900℃时钾蒸气在微裂纹中液化,然后与炭砖的硅铝质灰分反应,造成灰分体积膨胀30%～50%,加剧炭砖微裂纹扩展,形成裂纹,是环裂产生的必要条件.计算表明,只有碱蒸气富集液化后才能与一氧化碳共同作用,在裂纹里形成活性炭沉积,这种反应持续不断地进行,对炭砖裂纹进行持续的膨胀挤压,炭砖裂纹不断扩展,最终割裂炭砖形成环裂.提高炭砖传热效果和阻止炉缸CO窜气是避免炭砖产生环裂的根本措施.
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