鋼包是煉鋼工業中不可缺少的重要設備,作為鋼(gāng)包內襯的耐火材料(liào),發生了幾次大的變化。以前是采(cǎi)用(yòng)傳統的經燒結而成的粘土磚和三等高(gāo)鋁磚,這種耐火材料在使用過程中顯示(shì)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20次左右。隨著煉鋼技術的發展,鋼水護外精煉對鋼包內襯耐火材料要求的提高,在20世紀即年代初,曾經推廣應用整體澆注鎂鋁質盛鋼桶內襯材(cái)質。這種內襯整體性好,顯著提高(gāo)了使用(yòng)壽命,但(dàn)存(cún)在烘烤鋼包時間長,有較嚴重的掉渣現象(xiàng),對(duì)於中小型鋼廠多數沒有(yǒu)專用設備的情況下,拆包困難。為了彌補這方麵的不(bú)足,繼而成功的應用(yòng)鋁鎂不燒磚。該襯磚(zhuān)築砌容易,烘(hōng)烤時間短和易拆包,但(dàn)仍存在(zài)易戮渣和耐剝落(luò)性差的問題。在此基礎上(shàng),為了克服鋁鎂不燒磚鋼包內襯容易貓渣的問題,在即(jí)年代後期又研製了鋁鎂碳(tàn)不(bú)燒磚,取代鋁鎂不燒磚。該材質綜合了鋁鎂材料和含碳材料的性能。鋁鎂碳不(bú)燒磚具(jù)有的主要優點是:沒有磚縫熔(róng)損,具有較好的抗渣能力和抗熱振性,克服了(le)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(néng)源,降低了成本,經濟(jì)效益十分明顯,引起了人們的注意。
早在60年代,已經開發鎂鋁尖晶石磚,但未(wèi)投放市場。為(wéi)了解決鉻(gè)在生產和使用中(zhōng)的問題,日本在70年代推出了含尖晶石(shí)滄州鎂磚。即往滄州鎂砂中(zhōng)添(tiān)加燒(shāo)結尖晶石,並在隧道(dào)窯中高溫(1900℃)燒成鎂尖晶(jīng)石磚,以尖晶石替代氧化鉻和(hé)氧化鐵。
那年代各種鎂(měi)鋁尖晶石磚(zhuān)紛紛問世,但其使用壽命不如鉻鎂磚。在弄清了損毀的原因後,此種磚的性能有了根本的改進,從而可以和鉻(gè)鎂(měi)磚相匹敵。
尖晶(jīng)石(鎂鋁尖晶石)結合的鎂質製品的優異(yì)性能,如抗(kàng)渣性,抗剝落性及抗蠕變性(xìng)能早已為人們所知。前蘇聯自1942年(nián)起已有研究,1964年已有產品開發,但是歐洲直到20世紀70年(nián)代末才對這(zhè)種製品(pǐn)表現出較大的興趣,日本在1976年就開始在水泥工(gōng)業中(zhōng)使(shǐ)用鎂鋁尖晶石磚。近年來,國際上對(duì)鎂鋁尖晶石及製品的研究日益增(zēng)多。
我(wǒ)國在20世紀勸年(nián)代開始用礬土和菱鎂礦(或輕燒MgO)合成鎂鋁(lǚ)尖(jiān)晶石原料的研究。近年來,還開展(zhǎn)了一係列製取鎂鋁尖(jiān)晶石結合鎂質製品(pǐn)工藝的研究,取得了(le)不少(shǎo)成就,但是性能(néng)優異的高純製品卻一直苦於高的燒成溫度而受到限製(zhì)。國內有人用活性(xìng)尖晶(jīng)石粉把國外的超高溫燒成工藝(1850℃)降到1660℃。但是對於一般以煤為燃料的普(pǔ)通耐火窯爐而言,仍是難以做到的。為此(cǐ),國(guó)內的耐火材料專家及學者將自製活性鎂鋁膠(jiāo)作為(wéi)結合劑,研究了用活性鎂鋁膠作結合劑的高純鎂磚及尖(jiān)晶石(shí)結合鎂磚的性能,利用鎂鋁膠(jiāo)的活性,使這兩種(zhǒng)性(xìng)能優異的製品在1550℃燒成,為在普通耐火廠的窯(yáo)滬中燒製這類製品提(tí)供了可能。
長時間以來,直接(jiē)結合滄州鎂鉻磚由幹具有優良的抗渣性和耐侵蝕性,被普遺用於大型(xíng)堿(jiǎn)性回轉窯。但隨著環保間題的日益嚴重,鎂鉻製品在使用後(hòu)產生的六價鉻已成為世界公認的問題,為此,研究耐剝落性好,熱膨脹率(lǜ)低,組織脫化少及耐侵蝕的鎂(měi)鋁係耐火材料,作為鎂鉻係耐火材料Z佳替代材料應用於堿性回轉窯。自20世紀初不定形耐火材料出現(xiàn)之後,就(jiù)逐步在冶金行業得到廣泛的應用。今天,一些工業發達(dá)的不定型耐火(huǒ)產量幾(jǐ)乎占耐火材料總量的一半。目前鋼鐵行業(yè)應用範圍很廣,鎂鋁(lǚ)係不定型耐材約占不定型耐材生產總量的85%,被廣泛應用在轉(zhuǎn)爐、鋼包、鐵包(bāo)、加熱爐及高爐,幾乎遍及所有(yǒu)冶金熱工設備。
鎂鋁尖晶石具有較高的熔點、熱膨脹小、熱應力低、熱振穩定性好,同時它具有較穩(wěn)定的化學性質,對堿性熔(róng)渣具有較強的抵抗能力(lì),是(shì)鋁鎂不燒磚得以使用(yòng)的核心點,是提高壽(shòu)命的關鍵物質之一。由於近(jìn)年來人工合成鎂(měi)鋁尖晶石技術的逐步成熟,使用(yòng)合成好的尖晶石材料直接生產鋼包磚成為可能,可使其特性顯著提高(gāo)。
鎂鋁尖晶石的質量是關係到鎂鋁(lǚ)尖晶石磚(zhuān)能否達到合適效果的關鍵間題之一。通(tōng)過試驗室的試驗篩選和有關資料的介紹,富(fù)鎂尖晶石在20%一30%其抗侵蝕性、抗結構剝(bāo)落(luò)性和(hé)抗熱振性能都比較(jiào)好。但鋼包在生產操作(zuò)過程中各(gè)種條件因(yīn)素比較多,要求鎂鋁尖晶石加入量(liàng)應在30%一40%較為合理(lǐ)。因此在製磚過程中,除(chú)加入生產好的人工(gōng)尖晶石外,還(hái)必須(xū)加入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(gāo)磚體性能,為控製原料有害雜(zá)質特別是低熔點物Na20和K2O含量,原料的選用需特別注意。