鋼包是煉(liàn)鋼工業中不可缺少(shǎo)的重要設備,作(zuò)為鋼包內襯的耐(nài)火材料,發生了幾次大的變化(huà)。以前是采用(yòng)傳統的(de)經燒結而(ér)成的粘土磚和三等高(gāo)鋁磚,這種耐(nài)火材料在使(shǐ)用過程中顯示出較差的耐剝落性和耐侵(qīn)蝕性,使用壽命(mìng)低,平均(jun1)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(huǒ)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(nèi)襯材質。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,有較嚴重的掉渣現象(xiàng),對於(yú)中小型鋼廠多數沒有專用設備的情況下,拆包困(kùn)難。為了彌補這方麵的不足,繼而成功的應用鋁鎂不燒磚。該襯磚築砌容易,烘烤時間短和易拆(chāi)包,但仍存(cún)在易戮渣和耐剝落性差的問題。在此基礎(chǔ)上,為了克(kè)服鋁鎂不燒磚鋼包內襯容易貓渣的問題,在即年代(dài)後(hòu)期又研製了鋁鎂碳不燒磚,取代鋁鎂不燒磚。該材(cái)質綜合了鋁鎂材料和(hé)含碳材料的性能。鋁鎂碳不燒磚具有的(de)主要優(yōu)點是:沒有磚縫熔損,具有較好(hǎo)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落現象,使用壽命(mìng)明顯提高等。該製品由於是不燒或低溫燒成,節約能(néng)源,降低了成(chéng)本,經濟效益十(shí)分明顯,引起了(le)人們的注(zhù)意。
早(zǎo)在(zài)60年代,已經開發鎂鋁尖晶石磚(zhuān),但未投放市場。為了解(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山東鎂磚。即往山東鎂砂中添(tiān)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(shí)替代氧化鉻和氧化鐵。
那年代各(gè)種鎂鋁尖晶石磚紛(fēn)紛問世,但其使用壽命(mìng)不如鉻鎂(měi)磚。在弄清了損毀的原因後,此(cǐ)種磚(zhuān)的性能有(yǒu)了根本的(de)改(gǎi)進,從而可以(yǐ)和(hé)鉻(gè)鎂磚相匹敵。
尖(jiān)晶石(鎂鋁尖晶石)結合的鎂質製品的優(yōu)異性能,如抗渣(zhā)性,抗(kàng)剝落(luò)性及抗蠕變性能早已(yǐ)為人們所(suǒ)知。前(qián)蘇(sū)聯自1942年起已有研究,1964年已有產品開發,但是歐洲直到20世紀70年(nián)代末才對這種製品表現出較大的(de)興(xìng)趣,日本在(zài)1976年就開始在水泥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(duō)。
我國在20世紀勸年代開始用礬土和菱鎂礦(或輕(qīng)燒MgO)合成鎂(měi)鋁尖晶石(shí)原料的研究。近年來,還開展了一係列製取鎂鋁尖晶石結合鎂質製品(pǐn)工藝的研究(jiū),取得了不少成就,但是性能優異的高純製品卻一直苦於高的燒成溫(wēn)度而受到限製。國內有人用活性尖晶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通耐火窯爐而(ér)言,仍是難以做到的(de)。為(wéi)此,國內的耐火材(cái)料專家及學者將自製(zhì)活性鎂鋁膠作為結合(hé)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,利用鎂鋁膠的活性,使這兩種性能(néng)優異的製品在1550℃燒成,為在普通耐(nài)火廠的窯滬中燒製這類製品提供了(le)可能。
長時間以來,直接結合山東鎂鉻(gè)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。但隨著環保間題的(de)日益嚴重,鎂鉻製品在使(shǐ)用(yòng)後產生的六價鉻已成為(wéi)世界公認的問(wèn)題,為此,研究耐剝落性好(hǎo),熱膨脹(zhàng)率低,組(zǔ)織脫化少及耐侵蝕的(de)鎂(měi)鋁係耐火(huǒ)材(cái)料,作為鎂鉻係耐火材料Z佳替代(dài)材料應用於堿性(xìng)回轉窯。自20世紀(jì)初不定形耐火材料出現之後,就逐步在冶金行業得到廣(guǎng)泛的應用。今天,一些工業(yè)發達(dá)的不定型耐火產量幾乎占耐火(huǒ)材料(liào)總量的一半。目前鋼鐵行業應用範圍很廣,鎂鋁係不定型耐材約占不定型耐(nài)材(cái)生產總量(liàng)的85%,被廣泛應用在轉爐、鋼包、鐵包、加熱爐(lú)及高爐,幾乎遍及所(suǒ)有冶金熱工設備。
鎂鋁尖晶石具有較高的熔點(diǎn)、熱膨脹小、熱應力低、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(dǐ)抗能力,是鋁鎂不燒磚得以使用的(de)核心點,是提高壽命的關鍵物(wù)質之一。由(yóu)於近年來人工合成鎂鋁尖晶石技(jì)術的逐步成(chéng)熟,使用合成好的尖晶石材料直接生(shēng)產鋼包磚成為可能,可使其特(tè)性顯著提高。
鎂鋁尖晶(jīng)石的質量是關係到鎂鋁尖(jiān)晶石(shí)磚(zhuān)能否達到合適效果的關鍵間題之一。通過試驗室的試驗篩選(xuǎn)和有關資料的介紹,富鎂尖晶石(shí)在20%一30%其抗(kàng)侵(qīn)蝕性、抗結構剝(bāo)落性和抗熱振性能都(dōu)比較好。但鋼(gāng)包在生產操作過程中各種條件因素比(bǐ)較多,要求鎂鋁尖晶(jīng)石加(jiā)入量應在30%一40%較為(wéi)合理。因此在製(zhì)磚過程中,除加入生產(chǎn)好的人工尖晶石外,還必須加入電熔鎂鈔粉和剛(gāng)玉粉,使之在使用過(guò)程中再生成二次(cì)尖晶石。從而提高磚體性(xìng)能,為控製原料有害雜質特別是低熔點物Na20和K2O含量,原料的(de)選用需(xū)特別注意。