鋼(gāng)包是煉鋼工業中不可缺少的重(chóng)要設(shè)備(bèi),作為鋼包內襯的耐火材料,發生了幾次大的變化。以前(qián)是采用(yòng)傳統的經燒結而成的粘土磚和三等高鋁磚,這種耐火材(cái)料在使用過程中顯示出較差的耐剝落性和耐侵蝕性(xìng),使用壽命低,平均隻有10次,經處理也隻能達到20次左右。隨著煉鋼技術的發展,鋼水護外精(jīng)煉(liàn)對鋼包(bāo)內襯(chèn)耐火材料要求(qiú)的提高(gāo),在20世紀(jì)即年代初,曾經推廣應用整體澆(jiāo)注鎂鋁質盛鋼桶內襯材質。這種內襯整體(tǐ)性好,顯著提高(gāo)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),對於中小(xiǎo)型鋼廠多數沒有專用設備的情況下,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(shāo)磚。該襯磚築砌容(róng)易,烘烤時間短和易拆包,但仍存在易戮渣和耐剝落(luò)性差的問題。在此基礎(chǔ)上,為了克服鋁鎂不燒(shāo)磚鋼包內襯容易貓渣的問題,在即年代後期(qī)又研製了鋁鎂碳不燒磚,取代鋁鎂不燒磚。該材(cái)質綜合(hé)了鋁鎂材料和含碳材料的性(xìng)能。鋁(lǚ)鎂碳(tàn)不(bú)燒磚具有(yǒu)的主要優點是:沒有磚(zhuān)縫熔損,具有較好的(de)抗渣能力和抗熱振性,克服(fú)了(le)鋼水和渣的滲透引起的結構剝(bāo)落(luò)現象(xiàng),使用壽命明顯提高等。該製品由於是不燒或低(dī)溫燒成(chéng),節(jiē)約(yuē)能源,降低了成本,經濟效益十分明顯,引起(qǐ)了人們的(de)注意。
早在60年代,已經開發鎂(měi)鋁尖(jiān)晶石磚,但未投放市場。為了解決鉻在生產和(hé)使(shǐ)用中的問題,日本(běn)在70年代推出了含尖晶石大慶鎂(měi)磚。即往大慶鎂砂(shā)中添加燒結尖晶石,並在隧道窯中高溫(1900℃)燒成鎂尖晶石磚,以尖晶石替代氧化鉻和氧化鐵。
那年代各(gè)種鎂鋁尖晶(jīng)石磚紛紛問世,但其使用壽命不如(rú)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,從而可以和(hé)鉻鎂磚相匹敵。
尖晶石(鎂鋁尖晶石)結合的鎂質製品的優異性能,如抗(kàng)渣性,抗剝落性及抗蠕變性能早已為人們所(suǒ)知(zhī)。前蘇聯自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年代末(mò)才對這種製品表現出較(jiào)大的興趣,日本在1976年就開始在水泥工業中使用(yòng)鎂鋁尖晶石磚(zhuān)。近年來,國際上對鎂鋁尖晶石及製(zhì)品的研究(jiū)日益增多。
我國在20世紀勸年代(dài)開始用礬土和菱鎂礦(kuàng)(或輕燒MgO)合成鎂鋁尖晶石原料的研究。近(jìn)年來,還開展(zhǎn)了一係列製取鎂鋁尖晶石(shí)結合鎂質製品工藝的研究,取得了不少成就,但是性能優異(yì)的高(gāo)純製品卻一直苦於高的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℃。但是對於一般以煤為燃料的普通耐火窯爐而言(yán),仍是(shì)難(nán)以做到的。為(wéi)此(cǐ),國內的耐(nài)火材(cái)料專家及學者將自製活性鎂鋁膠(jiāo)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合鎂磚(zhuān)的性(xìng)能,利用鎂鋁膠的活性,使這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(gòng)了可(kě)能。
長時間以來,直接結合大慶(qìng)鎂鉻磚由幹(gàn)具有優良的抗渣性和耐侵蝕性,被普(pǔ)遺用於大(dà)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(gōng)認的問題,為此,研究耐剝落性好,熱膨脹率低,組織(zhī)脫化少及耐侵蝕的鎂鋁(lǚ)係耐火材料(liào),作為鎂鉻係耐火材料Z佳替代(dài)材料應用於堿性回轉(zhuǎn)窯。自(zì)20世紀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,一些工業發達的不(bú)定型耐火產量幾乎占耐火材料總(zǒng)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材生產(chǎn)總量的85%,被廣泛應用在(zài)轉爐、鋼(gāng)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(yǒu)較高的熔點、熱膨脹小(xiǎo)、熱應力(lì)低、熱振穩定性好,同時它具有(yǒu)較(jiào)穩定的化學性(xìng)質,對堿性熔渣具有較強的(de)抵抗能力,是鋁鎂不燒磚得以使用的核(hé)心點,是提(tí)高壽命的關鍵物質(zhì)之一。由於近年來人工合成鎂鋁尖晶石技術的逐(zhú)步成熟,使(shǐ)用合成好的尖晶石材料直接生產鋼包磚成為可能,可(kě)使其特性顯著提高(gāo)。
鎂鋁尖(jiān)晶石的(de)質量是關係到鎂(měi)鋁尖晶石磚能否達到合適效果的關鍵間(jiān)題之(zhī)一。通過試驗室的試驗篩選和有關資料的介紹,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好(hǎo)。但鋼包在生產操作過程中各種條件因素比較(jiào)多,要求鎂鋁尖晶石加入量應在30%一40%較為合理。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和剛玉粉,使之在使用過程中再生成二次尖晶石。從(cóng)而提高磚體性能,為控製原料有害雜質特別是(shì)低熔點物Na20和K2O含量,原料的選用需特別注意。