鋼包是煉鋼工業中不可缺少的(de)重(chóng)要設備,作為鋼包內襯的耐火材料,發生了(le)幾次大的變化。以前是采用傳(chuán)統的經燒結(jié)而成的(de)粘土磚和三等高鋁磚,這種耐火材料在使(shǐ)用過程中顯示出較差的耐(nài)剝落性和耐侵(qīn)蝕(shí)性(xìng),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(fā)展,鋼水(shuǐ)護外精(jīng)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(lǚ)質盛鋼(gāng)桶內襯材質。這種內襯整體(tǐ)性好,顯著提高了使用壽命,但(dàn)存在烘烤鋼包(bāo)時間長,有較(jiào)嚴重的掉渣現象,對於(yú)中小型鋼廠多數沒有專用設備的情況下,拆包(bāo)困(kùn)難(nán)。為了彌補這方麵的不足,繼而成功的(de)應用鋁鎂不燒磚。該襯磚築砌(qì)容易(yì),烘烤時間短和易拆包,但仍存在易戮渣(zhā)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貓渣(zhā)的問題(tí),在即年代後期又(yòu)研製了鋁鎂碳(tàn)不燒(shāo)磚,取代鋁鎂(měi)不燒磚。該材質綜合了鋁鎂材料和含碳材料的性能。鋁鎂碳不燒磚具有的主要優點是:沒有磚縫熔損,具有較好的抗渣能力和抗熱振性,克(kè)服了鋼水和渣的滲透引起的結構剝(bāo)落現象,使用壽命明顯提高等。該製品由於是不燒或(huò)低溫燒成(chéng),節約能源,降低(dī)了成本,經濟效益十分(fèn)明(míng)顯,引起了人們的注(zhù)意(yì)。
早在60年代,已經開發鎂鋁尖晶石磚,但未投放市場。為了(le)解(jiě)決鉻在(zài)生產和使用中的問題,日本在70年代推出了含尖晶石湖北鎂磚(zhuān)。即往湖(hú)北鎂砂中添加燒結尖晶石,並在隧道窯中高溫(1900℃)燒成(chéng)鎂尖晶石磚,以尖晶石替代氧化鉻和氧化鐵。
那年代各種鎂鋁尖(jiān)晶石磚紛紛問世,但其使用壽命不如鉻鎂(měi)磚。在弄清了損毀(huǐ)的原因後(hòu),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(zhì)製品的優異性能,如抗渣性,抗剝落性(xìng)及抗蠕變性能早已為人們所(suǒ)知。前蘇聯自1942年起已有研究,1964年已(yǐ)有產品開(kāi)發,但是歐洲直到20世(shì)紀70年代(dài)末才對這種製(zhì)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多。
我國(guó)在20世紀勸年代開始用礬土和菱鎂(měi)礦(或輕燒MgO)合成鎂鋁(lǚ)尖晶石原料的(de)研究(jiū)。近年來,還開展了一係列製取鎂鋁尖(jiān)晶石結合鎂質製品工藝的研究,取得了不少成就,但是性(xìng)能優異(yì)的高純製品卻(què)一直苦於高(gāo)的燒成溫度(dù)而受到限製。國內有人(rén)用(yòng)活性尖晶石粉把國(guó)外的超高溫燒成工藝(1850℃)降(jiàng)到1660℃。但是對於一般以煤為燃料(liào)的普通耐火窯爐而言,仍是難以做到(dào)的。為此,國(guó)內的耐火材料專家(jiā)及學者將自(zì)製活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(jīng)石結合鎂磚的性能,利用鎂(měi)鋁(lǚ)膠的(de)活性,使這兩種性能優異的製品(pǐn)在1550℃燒成(chéng),為在(zài)普(pǔ)通耐火廠的窯滬中燒製這類製品提供了(le)可能。
長時間以(yǐ)來,直接結合湖北鎂鉻磚由幹具有優良的抗渣性和耐侵蝕性,被普遺用於大型堿性回轉窯。但隨(suí)著(zhe)環保間題的日益嚴重,鎂鉻製品在使用後產生的六價鉻已成(chéng)為世界(jiè)公認的問題,為此,研(yán)究耐剝落(luò)性好,熱膨脹率低(dī),組織脫化少(shǎo)及耐侵蝕的鎂(měi)鋁係(xì)耐火材料,作為鎂鉻係耐火材料Z佳替代材料應(yīng)用於堿(jiǎn)性回轉窯(yáo)。自20世紀初不定形耐火材料出現(xiàn)之後,就逐步在冶金(jīn)行業得到廣泛的應用。今(jīn)天,一些工業發達的不定型耐火產量幾乎占耐火材料總量的一半。目前鋼鐵行業應用(yòng)範圍很廣,鎂鋁係不定型耐材約占不定型(xíng)耐材(cái)生產總量的(de)85%,被(bèi)廣泛應用在轉爐、鋼包、鐵包、加熱爐及高爐,幾乎遍及所有(yǒu)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、熱振穩定性好,同時它具有較穩定的化學性質,對堿(jiǎn)性熔渣具有較(jiào)強的抵抗能力,是鋁鎂不燒磚得以使用的核心點,是提高壽命的關鍵物(wù)質之一。由於近年來人工合(hé)成鎂鋁尖晶石技術的逐(zhú)步成熟,使用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。
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間題之一(yī)。通過試(shì)驗室的試驗篩(shāi)選和(hé)有關資料的介紹,富鎂尖晶石在20%一30%其抗侵蝕性、抗結構剝落性和抗熱振性能都比較(jiào)好。但鋼包在生(shēng)產(chǎn)操作過程中各種條件因(yīn)素比較多,要求鎂鋁尖晶石加入量應在30%一40%較為合(hé)理。因此在製磚過程中,除(chú)加入生(shēng)產好的人工尖(jiān)晶石外,還必須(xū)加(jiā)入電熔鎂鈔粉和剛(gāng)玉粉,使之在使(shǐ)用過程中(zhōng)再生成(chéng)二次尖晶(jīng)石。從而(ér)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,原料(liào)的(de)選(xuǎn)用需特別注(zhù)意。
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