鋼包是煉鋼工業中不可缺少的重要(yào)設(shè)備,作為鋼包內襯的耐(nài)火材料,發生了幾次大的變化。以前(qián)是采用傳統的經燒結而成的粘土磚和三等高鋁磚,這種耐火材料在使(shǐ)用過程中顯示出(chū)較差的耐剝落性和耐(nài)侵蝕性,使用壽命低,平均隻有(yǒu)10次,經(jīng)處理也隻能達(dá)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(jì)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。這種內襯整(zhěng)體(tǐ)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,對於中小型鋼廠多數沒有專用設備的情況(kuàng)下(xià),拆包困難。為了彌補這(zhè)方麵(miàn)的不(bú)足,繼而成功的(de)應用鋁鎂不燒磚。該襯磚(zhuān)築(zhù)砌容易,烘烤時(shí)間短和易拆包,但仍(réng)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(zhuān)鋼(gāng)包內襯容易貓渣的(de)問題,在即(jí)年代後期又研製了鋁鎂碳不燒磚,取代鋁(lǚ)鎂不燒磚。該材質綜合了鋁鎂材料和含碳材料的性能。鋁鎂碳不燒磚具有的主要優點是:沒有(yǒu)磚縫熔損,具有較好的抗渣能力和抗熱振性,克服(fú)了鋼水和渣的(de)滲透引起(qǐ)的結構剝落現象,使用壽命明顯提高等。該(gāi)製品由於是(shì)不燒或(huò)低溫燒成,節約能源,降低了成(chéng)本,經濟效益十(shí)分明(míng)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(jiān)晶石重慶鎂磚。即往重慶鎂(měi)砂中添(tiān)加燒結尖晶石,並在隧道窯中高溫(1900℃)燒成鎂尖(jiān)晶石磚,以尖晶石替代氧化鉻和氧化鐵(tiě)。
那年代各種鎂鋁尖晶(jīng)石磚紛紛問世,但其使用壽命不(bú)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(yǐ)和鉻鎂磚相(xiàng)匹敵。
尖晶石(鎂鋁尖晶石)結合的鎂質製品的優異性能,如(rú)抗渣性,抗剝落(luò)性及抗蠕變性能早已為人們所知。前蘇聯自1942年起已有研究,1964年已(yǐ)有產(chǎn)品開發,但(dàn)是歐洲直到20世紀70年代末才對這種製品表現出較大的興趣,日本(běn)在1976年(nián)就開始在水泥工業中使(shǐ)用鎂鋁尖(jiān)晶石磚。近年來,國際上對鎂(měi)鋁尖晶石及(jí)製品的研(yán)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)合成鎂鋁尖晶石原料的研究。近年來,還(hái)開(kāi)展了一係列製取鎂鋁(lǚ)尖晶石結合鎂質(zhì)製品工藝的研究,取得了不少成就,但是性能優異的高純製品卻一直苦於高的(de)燒成溫度而受到限製。國內有人用(yòng)活性尖晶石粉把國外的超高溫燒成工(gōng)藝(1850℃)降到1660℃。但是(shì)對於一般(bān)以煤為燃料的普通耐火(huǒ)窯爐而言,仍是難以做到的。為此,國內的耐火材料專家及學者將自製(zhì)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(jiān)晶石結合鎂磚的(de)性(xìng)能,利用鎂鋁膠的活性,使這(zhè)兩種性能優異的製品在1550℃燒成,為在普通耐火廠的窯滬中燒製這類製品提供了可能。
長時間以來,直接結合重慶鎂鉻磚由幹具有優良的抗渣(zhā)性和耐侵蝕性,被普遺用於(yú)大型堿性回轉窯。但隨著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為(wéi)世界公認的問題,為此,研究耐剝落性好,熱膨脹率低,組織脫化少及耐侵蝕的鎂鋁係(xì)耐火材料,作為鎂鉻係耐火材料(liào)Z佳替代材(cái)料(liào)應用於堿性回轉窯。自20世紀初不定形耐火材料(liào)出現(xiàn)之後,就逐(zhú)步在(zài)冶金行業得到廣泛的應用。今(jīn)天,一些工業發(fā)達的不定型耐火(huǒ)產(chǎn)量幾乎占耐火(huǒ)材料總量的一半。目前鋼鐵行業應用範(fàn)圍很廣,鎂鋁係不定型耐材約占不定型耐材生(shēng)產總量的85%,被廣泛應用在轉爐、鋼包、鐵包、加熱爐及高爐,幾乎遍及所有冶金熱工設備。
鎂鋁尖晶石具有較(jiào)高(gāo)的熔點、熱膨脹小、熱應力低、熱振穩定性好,同時它具(jù)有較穩定的化學性質,對堿性熔渣具有(yǒu)較強的抵(dǐ)抗能力,是鋁鎂(měi)不燒磚得(dé)以使用的(de)核心點,是提高壽(shòu)命的關鍵(jiàn)物質之一。由(yóu)於近年來人工合成鎂鋁尖晶(jīng)石技術的逐步成熟,使(shǐ)用合成好的尖晶石材(cái)料直接生產鋼包磚成為可能,可使(shǐ)其特(tè)性顯(xiǎn)著提(tí)高。
鎂鋁尖(jiān)晶石的質量是關係(xì)到(dào)鎂鋁尖晶石磚能否達到合適效果的關鍵間題之一(yī)。通過試驗室的試驗篩選和有(yǒu)關資料的介紹,富鎂(měi)尖(jiān)晶(jīng)石在20%一(yī)30%其抗侵蝕性、抗結構剝落性和抗(kàng)熱振性能(néng)都比較好。但鋼(gāng)包在生產操作過程中各種條件因素比較多,要求鎂鋁尖晶石加入量應在30%一40%較為合理。因此(cǐ)在製磚過程中,除(chú)加入生產好的人工尖晶石外(wài),還必須加入電熔鎂(měi)鈔粉和(hé)剛玉粉,使之在使用過程中再生成二次尖(jiān)晶石。從而提高磚體性能(néng),為控製原料(liào)有害雜質特別是低熔點(diǎn)物Na20和K2O含量,原料的選用需特別注(zhù)意。