——聯(lián)合榮大企業(yè)集團董事長章榮會博士

陶瓷杯到底是否有用？碳磚爐缸冷卻結(jié)構(gòu)是否需要陶瓷杯？UCAR似乎一直不太支持使用陶瓷杯，但有人反過來也問，你哪座爐子沒用陶瓷杯？那么陶瓷杯到底是否必要？或者陶瓷杯本質(zhì)作用到底是什么？

爐缸設(shè)計的傳熱學(xué)計算關(guān)鍵是將凝鐵等溫線（1050℃）的位置控制在陶瓷杯耐火材料層內(nèi)，并且要盡可能靠近爐缸內(nèi)側(cè)（迎鐵面）。理論上認為這樣就可以保證鐵水不會越過凝鐵等溫線（面）鉆到碳磚與陶瓷杯界面處，或者碳磚與陶瓷杯界面處就不會有液態(tài)的鐵水。

為什么要控制等溫線的位置呢？這是因為，陶瓷杯材料一般為氧化鋁與二氧化硅成分或硅酸鋁成分，與鐵水幾乎不會發(fā)生任何反應(yīng)，也就是說，鐵水是不會侵蝕陶瓷杯的。因此即便凝鐵等溫線（面）在陶瓷杯內(nèi)，有液態(tài)的鐵鉆到磚縫一定深度，陶瓷杯也不會受損而長期穩(wěn)定存在。而如果凝鐵等溫線（面）跑到碳磚表面甚至碳磚層內(nèi)，那么就一定有液態(tài)鐵水鉆過陶瓷杯接觸碳磚。由于鐵水是能夠溶解碳的，在溫度有波動時，鐵水對碳的溶解能力也是波動的，因此在長期使用過程中，如果有鐵水與碳磚接觸，則必然造成碳磚的溶解。如果碳磚表面被溶解，則陶瓷杯將失去支撐。失去支撐的陶瓷杯必將漂浮并進入爐內(nèi)渣鐵循環(huán)區(qū)與渣反應(yīng)變成低熔點爐渣逐步被消解后排出高爐！

可見陶瓷杯的本質(zhì)作用是隔離鐵水保護碳磚免遭液態(tài)鐵水的溶解。當然只要陶瓷杯穩(wěn)定存在與碳磚內(nèi)襯的內(nèi)表面，則陶瓷杯顯然也起著隔熱的作用，能降低碳磚表面的溫度，不僅是節(jié)能降耗，也能改善碳磚層內(nèi)的溫度分布。

當陶瓷杯漂走之后，碳磚將直接接觸液態(tài)鐵水。此時必定會發(fā)生持續(xù)的碳磚溶解與鐵水環(huán)流沖刷，結(jié)果是碳磚爐壁逐步變薄。

當碳磚被吃得太薄，則爐缸可能會出現(xiàn)鉆鐵漏鐵的風(fēng)險。為此應(yīng)該在碳磚層較薄時，實施爐缸陶瓷隔離層的修復(fù)。泵送澆注是目前最佳的選擇！施工速度快，復(fù)產(chǎn)快，且工程質(zhì)量易于保證。當然爐缸澆注是一整套技術(shù)，需要仔細設(shè)計材料并處理好包括碳磚與澆注料熱膨脹匹配在內(nèi)的一系列技術(shù)問題。（待續(xù)）

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