鋼包是煉(liàn)鋼工(gōng)業中(zhōng)不可(kě)缺少的重要設備(bèi),作為鋼(gāng)包內襯的耐火材料,發生(shēng)了幾次大的變化。以前是采用傳統的經燒(shāo)結而成的粘土磚和三等高鋁磚(zhuān),這種耐火材(cái)料在使用過程(chéng)中顯示出較差的耐(nài)剝落性和(hé)耐侵蝕性,使(shǐ)用壽命低,平均隻有10次,經處理也隻能達到20次左(zuǒ)右。隨著煉鋼技術的發展,鋼水護外精煉(liàn)對鋼包內襯(chèn)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(zhì)盛鋼桶內襯材質。這種(zhǒng)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,對於(yú)中小型鋼廠多(duō)數沒有(yǒu)專用設備的(de)情況下,拆包(bāo)困難。為(wéi)了彌補這方麵(miàn)的不足,繼而成(chéng)功的應用鋁鎂不燒磚。該襯磚築砌容易,烘烤(kǎo)時間短(duǎn)和易拆包,但(dàn)仍存(cún)在易(yì)戮渣和(hé)耐剝落性差的(de)問題(tí)。在此基礎上,為了克服鋁鎂(měi)不燒磚鋼包內襯容易(yì)貓渣的問題,在即年代後期又研製了鋁鎂碳不(bú)燒磚,取代(dài)鋁鎂不燒磚。該材質綜合了鋁鎂材料和含碳材料的性(xìng)能。鋁鎂碳不燒磚具有(yǒu)的主要優點是:沒有磚縫熔損,具有較好的(de)抗(kàng)渣能力和抗熱振性,克服了鋼水和渣的滲透引起(qǐ)的結構剝落現象,使用壽命明顯(xiǎn)提高等。該(gāi)製品(pǐn)由於是不燒或低溫燒成,節約能源,降低了成本,經濟效益十分明顯,引起了人們的注意。
早在(zài)60年代,已經開發鎂鋁尖晶石(shí)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年代推出了含尖晶石沈陽鎂磚(zhuān)。即往沈陽鎂砂中添加燒結尖晶石,並在(zài)隧(suì)道窯中高溫(1900℃)燒成鎂尖晶石磚,以尖晶石替代氧(yǎng)化鉻(gè)和(hé)氧化鐵。
那(nà)年代各種鎂鋁尖晶石磚紛紛問世,但其使用壽命不如鉻鎂磚。在弄清了損毀的原(yuán)因(yīn)後,此種磚的性能有了根(gēn)本的改進,從而可以和鉻鎂磚相匹敵。
尖晶(jīng)石(鎂鋁尖晶石)結(jié)合的鎂質製品的(de)優異性能,如(rú)抗渣性,抗剝落性及抗(kàng)蠕變性(xìng)能早已為人們所知(zhī)。前蘇聯自1942年起已有研究,1964年(nián)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興(xìng)趣,日本在1976年就開始在水泥工(gōng)業中使用鎂鋁尖晶石磚。近年來,國際上對鎂鋁尖晶石及製品(pǐn)的研究日益增多。
我國在20世紀勸年代開始用礬土和菱鎂礦(或輕燒MgO)合(hé)成鎂鋁(lǚ)尖晶(jīng)石原料的研究。近年來,還開展了一係列製取鎂鋁尖晶石結合鎂質製品工藝的研究,取得了不少成就,但是性能(néng)優異的高純製品卻一直苦於(yú)高的燒成(chéng)溫度而受到限製。國內有人用活性尖晶石(shí)粉把國(guó)外的超高溫燒(shāo)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言,仍是難以做(zuò)到的。為此,國內的耐火材料(liào)專家及學者將自製活性鎂鋁膠作為結合劑,研究了(le)用活性鎂鋁(lǚ)膠作結合劑的高純鎂磚及尖晶石結合鎂磚的性能,利(lì)用鎂鋁膠的活性,使這兩種性能優異(yì)的製品(pǐn)在1550℃燒成,為在普通耐火廠的(de)窯滬中燒製這類製品提供了可能。
長時間以來,直(zhí)接結合沈陽鎂鉻磚由幹具有優良的抗渣(zhā)性和耐侵蝕性,被普遺用於大型堿性回轉窯。但隨著環保間題的日(rì)益嚴(yán)重,鎂鉻製品在使(shǐ)用後(hòu)產生的六價鉻已成為(wéi)世界公認的問題,為(wéi)此,研究耐剝(bāo)落性好,熱膨脹率低,組織脫化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(yě)金行業得到廣泛的應用。今(jīn)天,一些工業發達(dá)的不定型耐火產量幾乎占耐火材料(liào)總量的(de)一半。目前鋼鐵行業應用範圍很(hěn)廣,鎂鋁係不定(dìng)型耐材約占不定型耐材生產總量的85%,被廣泛應用在轉爐、鋼(gāng)包、鐵包、加熱爐及高爐,幾乎(hū)遍及所有冶金熱工(gōng)設備(bèi)。
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(tóng)時它具有(yǒu)較穩定的(de)化學性質,對堿性熔渣具有較強的抵抗能力,是鋁鎂不燒磚(zhuān)得(dé)以使用的核(hé)心點,是提高壽命的關鍵物(wù)質之一。由於近年來人工合成鎂鋁尖晶石技術的逐步成熟(shú),使用合成好的尖晶石材料直接生產鋼包磚成為可(kě)能,可使其特性顯著提(tí)高。
鎂鋁尖晶石的質(zhì)量是關係到鎂鋁尖晶石磚能否達到合適效果的關鍵間(jiān)題之一。通過(guò)試驗室的試(shì)驗篩選和有關資料的介紹,富鎂尖晶(jīng)石(shí)在20%一(yī)30%其抗侵蝕性、抗結構剝落性和抗熱振(zhèn)性能都比較好。但鋼包在生產操作過程中各種條件因素比較多,要求鎂鋁尖晶石加(jiā)入量應在30%一40%較(jiào)為合理。因此在製磚過程中,除加入生產(chǎn)好的人工尖晶石外,還必須加入電熔鎂鈔粉(fěn)和剛玉粉,使之在使用過(guò)程中再生成二(èr)次尖晶石。從而提高磚體性能,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(bié)注意(yì)。
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