鋼包里襯可以分為整體包襯和磚砌包襯。前者,主要是Al2O3原料(天然燒結(jié)礬土)和合成Al2O3(白剛玉、亞白剛玉和板狀A(yù)l2O3等)并且配有Sp、MgO等,生產(chǎn)所謂含有MgO的Al2O3質(zhì)低水泥(LCC)或超低水泥(ULCC)耐火材料。
為了進(jìn)一步提高耐侵蝕性,近年來還研究了堿性耐火澆注料,除了一些特殊應(yīng)用之外,堿性耐火澆注料仍然處于試驗(yàn)研究階段。盡管MgO水化,結(jié)合系統(tǒng),殘余收縮等問題已基本得到控制,但渣滲透、粘渣、結(jié)構(gòu)剝落等問題同樣限制了堿性耐火澆注料在鋼包上的應(yīng)用。磚砌包襯主要用中性磚(高鋁磚,Al2O3-MgO-C磚等)和MgO-C磚筑成。
由于精煉過程,操作條件以及耐火材料設(shè)計(jì)思想不同,在實(shí)際應(yīng)用中,鋼包里襯在不同的鋼廠和不同地區(qū)是有很大區(qū)別的。鑒于此,本文針對(duì)精煉鋼包低蝕區(qū)所用耐火材料的形態(tài)進(jìn)行分析。
低蝕區(qū)用耐火材料
當(dāng)精煉鋼包側(cè)墻和鋼包底部等低蝕區(qū)采用耐火澆注料時(shí),通常是電熔剛玉、板狀A(yù)l2O3和富含氧化鋁的Sp(76A或者90A)等合成原料作為耐火澆注料的主原料,按LCC和ULCC方案進(jìn)行設(shè)計(jì)。這樣,可以生產(chǎn)出具有耐火度高、抗渣蝕性高、熱力學(xué)穩(wěn)定性好的耐火材料。富含氧化鋁的Sp在溫度低時(shí)會(huì)釋放過量的氧化鋁,后者與熔渣中的氧化鈣反應(yīng)生成CaO?6Al2O3,同時(shí)伴隨著體積的增加,并且固溶渣中MnO和FeO,導(dǎo)致黏度增加,從而提高了抗渣性。適量的Sp添加量為15%?30%(質(zhì)量分?jǐn)?shù)),相應(yīng)的氧化鎂含量為4%?10%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))。
為了進(jìn)一步提高耐火澆注料的抗渣滲透性,則采用鎂質(zhì)耐火澆注料方案,利用高溫時(shí)MgO+Al2O3→Sp反應(yīng)原位生成Sp,并伴隨有體積增加(約15%),可彌補(bǔ)燒結(jié)時(shí)的體積收縮同時(shí)增加材料的結(jié)構(gòu)致密性。添加少量ufSiO2促進(jìn)Sp的形成,同時(shí)控制耐火澆注料的膨脹量以滿足使用要求。對(duì)于鎂鋁質(zhì)耐火澆注料的熱膨脹,則可通過CA加以控制。
在精煉鋼包低蝕區(qū)砌筑高鋁磚是另一種解決方案?,F(xiàn)代精煉鋼包采用天然紅柱石和鋁礬土生產(chǎn)高鋁磚,它與鋁礬土相比,前者有較高的純度和熱機(jī)械穩(wěn)定性(如熱態(tài)強(qiáng)度)。由于它含有較多的SiO2因而耐蝕性差,尤其是在堿性渣的條件下以磯土熟料為主要原料生產(chǎn)的高鋁磚砲筑精煉鋼包里襯存在下述缺點(diǎn),正在被淘汰。
由于體積收縮,導(dǎo)致鋼水和熔渣嚴(yán)重滲透和侵蝕,特別是在磚縫處形成很厚的熔渣層。
由于磚本身固有的脆性和其組織結(jié)構(gòu),使鋼包里襯形成較厚的剝蝕帶及熔渣層。
由于里襯對(duì)鋼水和熔渣固有的潤濕性,導(dǎo)致熔渣的侵蝕和滲透更加嚴(yán)重,并產(chǎn)生片狀剝落。
為了克服精煉鋼包里襯高鋁磚上述缺點(diǎn),則開發(fā)了取代它們的鎂鋁碳磚和Al2O3-Sp-C磚,前者同高鋁磚相比具有如下優(yōu)點(diǎn):
1、良好的耐火材料耐高溫及抗組織剝落性;
2、良好的抗鋼水和熔渣的侵蝕性;
3、良好的殘余膨脹,甚至在更高溫度下,磚的接縫處也不會(huì)出現(xiàn)裂紋。
因?yàn)?,?dāng)溫度高于1650°C時(shí),高鋁磚表現(xiàn)出明顯的收縮,從而會(huì)導(dǎo)致鋼水和熔渣滲透到磚縫中。與高鋁磚不同,在連鑄出鋼溫度準(zhǔn)圍(1650?1670℃)內(nèi),Al2O3-MgO-C磚不會(huì)出現(xiàn)收縮。
通過旋轉(zhuǎn)浸漬法對(duì)高鋁磚、鎂鋁碳磚和鎂碳磚進(jìn)行對(duì)比抗渣試驗(yàn)的結(jié)果得出:高鋁磚侵蝕和滲透均較嚴(yán)重,而鎂碳磚侵蝕和滲透最小,鎂鋁碳磚則介于二者之間。現(xiàn)場使用也表明,鎂鋁碳磚的使用壽命比高鋁磚高,因而廣泛用于精煉鋼包低蝕區(qū)域里襯的耐火材料。
磚砌精煉鋼包低蝕區(qū)里襯的堿性磚主要是鎂鈣磚和鎂碳磚。為了防止燒成白云石磚水化,可以用有機(jī)物質(zhì)進(jìn)行浸漬,使其顯氣孔率降低到10%以下,在鋼包使用前加熱時(shí)可以把它們?nèi)コ蓛簟8谎趸V的白云石磚用于渣線與鋼水線之間,以用來減少這一區(qū)域的磨損。鋼包用白云石磚的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是與鋼水的反應(yīng)能力,白云石磚里襯作為精煉鋼包的反應(yīng)區(qū),與磚的接觸面較大。但是,白云石磚鋼包里襯的磨損率,一般都比鎂碳磚成打鎂鋁碳磚高。
鎂碳磚用于精煉鋼包側(cè)壁里襯時(shí),其碳含量一般低于15%。對(duì)于鎂質(zhì)耐火材料來說,為了提高磚的抗熱剝落性,碳是不可缺少的,并影響了氧化鎂高的熱膨脹性。碳加入氧化鎂磚中可以提高抗渣性,但抗氧化性較低。通常,通過添加防氧化劑來克服鎂碳磚易氧化的問題。
在鎂碳磚中,添加金屬抗氧化劑所帶來的問題是提高了熱導(dǎo)率(可提高到10?15W/(m?K),這會(huì)導(dǎo)致鋼水熱損失過多。因此,對(duì)于全側(cè)壁(渣線和金屬線)鎂碳質(zhì)里襯設(shè)計(jì)的精煉鋼包,則需要考慮安裝一個(gè)隔熱層。
以上是鑄造涂料廠家淺談精煉鋼包低蝕區(qū)用什么耐火材料。
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