鋼包是煉(liàn)鋼工業中不可缺少的重要設備,作為鋼包內襯的耐火材料,發(fā)生了幾次大的(de)變化。以前是采用傳統的經燒結而成的粘土磚和三等高鋁磚,這種耐火(huǒ)材(cái)料在使用過程中顯示出較差的耐剝落性和耐侵蝕性,使用(yòng)壽命低,平均隻有10次,經處理也(yě)隻能達到20次(cì)左右。隨著煉鋼技術的發展,鋼水護外精煉對鋼包內襯耐火(huǒ)材料要求的提高,在20世紀即年代初(chū),曾經推廣應(yīng)用整體澆(jiāo)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長(zhǎng),有較(jiào)嚴重的掉渣現象,對於中小型鋼廠多數沒有專用設備(bèi)的情況下,拆包困難。為了彌補這方麵的不足,繼而成功的應用鋁鎂不燒磚。該襯磚築砌容易,烘烤時間短和易拆包,但仍存在易戮渣和耐剝落性差的問題。在(zài)此基礎上,為(wéi)了克服鋁鎂不燒磚鋼包內襯(chèn)容易貓渣的問題,在即年代後期(qī)又研製(zhì)了鋁鎂碳不(bú)燒磚,取代鋁鎂(měi)不燒磚。該材質綜合了鋁鎂材料和含碳材料(liào)的性能。鋁鎂碳不燒磚具有的主要優點是:沒有磚(zhuān)縫熔損,具有較好的抗渣能力和抗熱振性,克服了鋼水和渣的滲透引起的(de)結構剝落現象,使用(yòng)壽命明顯提(tí)高等。該製品由於是不燒或低溫燒(shāo)成,節約能源,降低了成本,經濟效益十分明顯,引起(qǐ)了人們的注意。
早在60年代,已經開發鎂鋁(lǚ)尖晶石磚,但(dàn)未投放市場。為了解決鉻(gè)在生產和使用中(zhōng)的問題,日本(běn)在70年代推出了含(hán)尖晶石邯鄲(dān)鎂磚。即往邯鄲鎂砂中添加燒(shāo)結(jié)尖晶石,並在隧道窯(yáo)中高溫(1900℃)燒成(chéng)鎂尖晶石磚,以尖晶石替代氧化(huà)鉻和氧化鐵。
那年(nián)代(dài)各種鎂鋁尖晶石磚紛紛問世,但其使(shǐ)用壽(shòu)命不如鉻鎂磚(zhuān)。在弄清了損毀的原因後,此種磚的(de)性(xìng)能有了根本的改進,從而可以和鉻鎂磚相匹(pǐ)敵。
尖晶石(鎂鋁尖晶石)結合(hé)的(de)鎂質製(zhì)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(yǐ)有研究,1964年已有產品開發(fā),但是(shì)歐洲直到20世紀70年代末才對(duì)這種製品表現出(chū)較(jiào)大的興趣,日本在1976年就開始在(zài)水泥工業中使用鎂鋁尖晶石磚。近年來,國際上對鎂鋁尖晶(jīng)石及製品的研究(jiū)日益增多。
我國在20世紀勸年代開(kāi)始用礬土和(hé)菱鎂礦(或輕燒MgO)合成鎂鋁尖晶石原料的研究。近年來,還(hái)開展了一係列製取(qǔ)鎂(měi)鋁尖晶石結合鎂質製品工(gōng)藝的研究,取得了不少成就,但是性能優異的高純製品卻一直苦於(yú)高的燒成溫度而受到限製。國內有(yǒu)人用(yòng)活性(xìng)尖晶石粉把國外的超高溫燒成工藝(1850℃)降到1660℃。但是對(duì)於一般以煤為燃料的普通耐火窯(yáo)爐而言,仍是難以做到的。為此,國內的耐火材料專家及(jí)學者將自製活(huó)性鎂鋁膠作為結合劑,研究了用活性鎂鋁膠作結合劑的高純鎂磚及尖晶石結(jié)合鎂磚的性能,利用(yòng)鎂鋁膠的活性,使這兩種性能優異的製(zhì)品在(zài)1550℃燒成,為在普通耐火廠的窯滬中燒製這類製品提(tí)供了可能。
長時間以(yǐ)來,直接結合邯鄲鎂鉻磚由(yóu)幹具有優良(liáng)的抗渣性(xìng)和耐(nài)侵蝕性,被普遺用於大型堿性回轉窯(yáo)。但隨著環保間題的日益嚴重,鎂鉻(gè)製(zhì)品在使用後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,熱膨脹率低,組織脫化(huà)少及耐侵蝕的鎂鋁係耐火材料,作為鎂鉻係耐火材(cái)料Z佳替代材料應用(yòng)於(yú)堿性回轉窯。自20世紀初不定形耐火材料(liào)出現之後,就(jiù)逐步在(zài)冶金行業得到廣泛的應用。今天,一些工業發達的不定型(xíng)耐火產量幾乎占耐火材料總量的一半。目前鋼鐵行業應用範圍很廣,鎂(měi)鋁係不定型耐材約占不定型耐(nài)材生產總量(liàng)的85%,被廣泛應(yīng)用在轉爐、鋼包、鐵包、加熱爐及高爐,幾乎遍(biàn)及所有(yǒu)冶金熱工設備(bèi)。
鎂鋁尖晶石具有較高的熔點、熱(rè)膨(péng)脹小、熱應力低、熱振穩定性(xìng)好,同時它具有較穩定的化學性質,對堿(jiǎn)性(xìng)熔渣具有較強的抵抗能力,是鋁鎂不燒磚得(dé)以使用的核心點,是提高壽命的關鍵物質之一。由於近年來人工合成鎂鋁(lǚ)尖晶石技術(shù)的逐步成熟,使用合成(chéng)好的尖晶石材料(liào)直接生產鋼(gāng)包磚(zhuān)成為可能,可使(shǐ)其特性顯著提(tí)高。
鎂鋁尖晶石的質量是關係到鎂鋁尖晶石磚能否達到合適效果的關鍵(jiàn)間題之一。通過試驗室的試驗篩選和有關資料(liào)的介(jiè)紹,富鎂尖晶石在20%一30%其抗侵蝕性(xìng)、抗結構(gòu)剝落(luò)性和抗熱振性能都比較好。但鋼包(bāo)在生產操(cāo)作過程中各種條(tiáo)件因素比(bǐ)較多,要求鎂鋁尖晶石加入量應在30%一40%較為(wéi)合理。因此在(zài)製磚過程中,除加入生產好的人工尖晶石外,還必須加入電熔鎂鈔粉和剛玉粉,使之在使用過程中再生成(chéng)二次(cì)尖晶石。從而提高磚(zhuān)體性能,為控製原料有害雜質特別是低熔點物Na20和K2O含量,原(yuán)料的選用需特別注意。
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