鋼包是煉鋼工業中不可缺少的重要設備,作為鋼包內襯的耐火(huǒ)材料,發生(shēng)了幾次大的(de)變化(huà)。以前是(shì)采用(yòng)傳統的經燒結而(ér)成(chéng)的粘土磚和三等高鋁磚,這種耐火材料在使用過程中顯示出較差的耐剝落性和耐侵蝕性,使用壽命低,平均隻有10次,經處理也隻能達到(dào)20次左右(yòu)。隨著(zhe)煉鋼技術的發展,鋼水護外精煉對鋼包內襯耐火材料要求的提高,在(zài)20世紀即年代(dài)初,曾經(jīng)推(tuī)廣應用整體澆注鎂鋁質盛鋼桶內襯材質(zhì)。這種內襯整體性好,顯著提高了使用壽命,但存在烘烤鋼包時間(jiān)長,有較嚴重的掉渣現象,對於中小型(xíng)鋼廠多數沒有專用設備的情況下,拆(chāi)包困(kùn)難。為了彌補這方麵的不足,繼而成功的應用鋁鎂不燒磚。該(gāi)襯磚築砌容易,烘烤時間短和易拆包,但(dàn)仍存在易戮渣和耐剝落性差的問題。在此基礎上,為了克服鋁鎂不燒磚鋼包內襯容易(yì)貓(māo)渣的問題,在即年代(dài)後期又研製了鋁鎂碳不燒(shāo)磚,取代鋁鎂不燒磚(zhuān)。該材(cái)質綜合了鋁鎂材料和含碳材料的性能(néng)。鋁鎂碳不燒磚具有的主要優點是:沒有磚縫熔損,具有(yǒu)較好的抗渣能力和抗熱振性(xìng),克服了鋼水和渣的滲透引起的結構剝落現象,使用壽命明(míng)顯提高等。該製品由於是不燒或低溫燒成,節約能源,降低了成本,經(jīng)濟(jì)效益十分明顯,引起了人(rén)們的注意。
早在60年代,已經開發鎂(měi)鋁尖晶石磚,但未投放市場。為了解決鉻在生產和使用中的問題,日本在70年代推出(chū)了含(hán)尖晶石鞍山鎂磚。即往鞍山鎂砂(shā)中添加燒結尖晶石,並在隧道窯中高溫(1900℃)燒成鎂尖晶石磚,以尖晶石替(tì)代氧化鉻(gè)和氧化鐵。
那年代各種鎂鋁尖晶石磚紛紛問世,但(dàn)其使用壽命不(bú)如鉻鎂磚。在弄清了損毀的原因後,此種磚的性能有了根本的改進,從而可(kě)以和鉻鎂磚相匹敵。
尖晶石(鎂鋁尖晶石)結合的鎂質製品的優異性能,如抗渣性,抗剝落性及抗蠕變性能早已(yǐ)為人們所知。前蘇聯自1942年起已有(yǒu)研究,1964年已(yǐ)有產品開發,但是歐洲直到20世紀70年(nián)代末才對這種製品表現出較大的興趣,日本在1976年就開始在水泥(ní)工業中使用鎂(měi)鋁尖晶石磚。近年來(lái),國際上對鎂鋁尖晶石及製品的研究日益增(zēng)多。
我國(guó)在20世(shì)紀勸年(nián)代開始用礬土和菱鎂礦(或輕燒MgO)合成鎂鋁尖(jiān)晶(jīng)石原料的研究。近年來,還開(kāi)展了一係列製取(qǔ)鎂鋁尖晶石結合鎂質製品工(gōng)藝的研究,取得了不少成就,但是性能優異的(de)高純製品卻一直苦於高的燒成溫度而受到限製。國內有人(rén)用活性尖晶石(shí)粉把國外的(de)超高溫燒成工藝(1850℃)降到1660℃。但是對於一般以(yǐ)煤為燃料的普通(tōng)耐火窯爐而言,仍是難(nán)以做到(dào)的。為此,國內的(de)耐火材料專家及學者將自製活性鎂鋁膠作為結合劑,研究(jiū)了用活性(xìng)鎂鋁膠作結合劑的高純鎂磚及(jí)尖(jiān)晶(jīng)石結合鎂磚的(de)性能,利用鎂鋁膠的活性,使這兩(liǎng)種性能優異的製品在1550℃燒成,為在普通耐(nài)火(huǒ)廠的窯滬中燒製這類製品提供(gòng)了可能。
長時間以來,直接結合鞍山鎂鉻磚由幹具有優(yōu)良的抗渣性和耐侵蝕性,被普遺用於大型堿(jiǎn)性回轉窯(yáo)。但(dàn)隨著環保間題的日益嚴重,鎂鉻製品在使用後產生的六(liù)價鉻已成為世界公認的問題,為此,研究耐(nài)剝落性好,熱膨(péng)脹率低,組織脫化少及耐侵蝕的鎂鋁係耐火材料(liào),作為鎂鉻(gè)係耐火材料Z佳替代(dài)材料應用(yòng)於堿性回轉窯。自20世紀初不定形耐火材料出現之後,就逐步在冶金行業得到廣泛的應用。今天,一(yī)些工業發達的不定型耐火產量幾乎占耐火材料總(zǒng)量的一半。目前鋼鐵行(háng)業應(yīng)用範圍很廣,鎂鋁係不定型耐材約占不定型耐材生產總量(liàng)的85%,被廣泛應用在轉爐、鋼包、鐵包、加熱爐及高爐,幾乎遍及所有冶金熱工設備。
鎂鋁尖晶(jīng)石具有較高的熔點、熱膨脹小、熱應力(lì)低(dī)、熱振穩定性好,同時它具有較穩定的化學性質,對堿性熔渣具有較強的抵抗能力(lì),是鋁鎂不燒磚(zhuān)得以使用的核心點,是提高壽命的關鍵物質之一。由於近(jìn)年來人工合成鎂鋁尖晶石技術的逐步成熟,使用合成好的尖晶石材料直(zhí)接生產鋼包磚成為可能,可使其特性顯(xiǎn)著(zhe)提高(gāo)。
鎂鋁尖(jiān)晶石的質量是(shì)關係到鎂鋁尖(jiān)晶石磚能否達到合適效果的(de)關鍵間題之(zhī)一。通過試驗室的試(shì)驗篩選和有關資料(liào)的介紹(shào),富鎂尖晶石在20%一30%其抗侵蝕(shí)性、抗結構(gòu)剝落(luò)性和(hé)抗熱振性能都比較好(hǎo)。但鋼包在生產操作過程(chéng)中各種條件因素比較多,要求鎂鋁尖晶石加入量應在30%一40%較(jiào)為合理。因此在製磚過程中,除加入生(shēng)產好(hǎo)的(de)人工尖晶石外,還必須加入(rù)電熔鎂鈔粉和剛玉粉,使之在使用過程中再生成二次尖晶石。從而提高磚體性能,為控製原(yuán)料有害雜質特別是低熔點物Na20和K2O含量(liàng),原料的選用需特(tè)別注意。