鋼包是(shì)煉鋼工業中不(bú)可缺少的重要設備,作為鋼包內襯(chèn)的耐(nài)火材料,發生了(le)幾次大的變化。以前是采用傳統的經燒結而成的(de)粘土磚和三等高鋁(lǚ)磚,這種耐火材料在使用(yòng)過程中顯示出較差的耐剝落性和耐侵(qīn)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世紀即年代初,曾經推廣應用(yòng)整(zhěng)體澆注鎂鋁質盛(shèng)鋼桶內襯材質。這種內襯整體性好,顯著提高了使用壽命,但存(cún)在烘烤鋼包時間長,有較嚴重的掉渣現象,對於中小型鋼(gāng)廠多數沒有專(zhuān)用設備的情(qíng)況下,拆包困難。為了彌補這(zhè)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(duǎn)和易拆包,但仍存在易戮渣和耐剝落性差的問題(tí)。在(zài)此基礎上(shàng),為了克服鋁鎂不燒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(bú)燒(shāo)磚。該材質綜合了鋁鎂材料(liào)和含碳材料的性能。鋁鎂碳不燒磚具有(yǒu)的主(zhǔ)要優點是:沒有磚縫熔損,具有較(jiào)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落現象,使用壽命明顯提高等。該製品由於是不燒或低溫燒成(chéng),節約能源,降低了成本(běn),經濟效益十分(fèn)明顯,引起(qǐ)了人們的(de)注(zhù)意。
早在60年代,已經開發鎂鋁尖晶石磚(zhuān),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(shí)廊坊鎂(měi)磚。即往(wǎng)廊坊鎂砂中添加燒結尖晶石,並在隧道窯(yáo)中高溫(1900℃)燒成鎂尖晶石磚,以尖晶石替代氧化鉻和(hé)氧化鐵。
那年代各(gè)種鎂鋁尖晶石磚紛紛問世(shì),但其使用壽命不(bú)如(rú)鉻鎂磚。在弄清了損毀的原因後,此種(zhǒng)磚的性能(néng)有了根本的改進,從而可以和鉻鎂磚相匹敵。
尖晶石(鎂鋁尖晶石)結合的(de)鎂質(zhì)製品的優異性(xìng)能,如抗渣性,抗剝落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年已有產品(pǐn)開發,但是(shì)歐(ōu)洲(zhōu)直到20世紀(jì)70年代末才對這種製品表現出較大的興趣(qù),日本在1976年就開始(shǐ)在水泥工(gōng)業中使用鎂鋁尖晶石(shí)磚。近年來(lái),國際上對鎂鋁尖晶石及(jí)製品的研究日益增多。
我國在20世紀勸年代開始用礬土(tǔ)和菱鎂礦(或輕燒MgO)合成鎂鋁尖晶石原(yuán)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(gōng)藝的研究,取得了不少成(chéng)就,但是性能優異的高純製品卻一直苦於高的燒成溫度而受到限(xiàn)製。國(guó)內有人(rén)用活性尖晶石粉把(bǎ)國(guó)外的超高溫燒成工藝(1850℃)降到1660℃。但是對於一般(bān)以煤為燃料的普通耐火(huǒ)窯爐而言,仍是(shì)難以(yǐ)做到的。為此,國內的(de)耐火材(cái)料專家及學者將自製活性鎂鋁膠作為結合劑,研究了用活性鎂鋁膠作結合劑(jì)的(de)高(gāo)純鎂磚(zhuān)及尖晶(jīng)石結合鎂磚的性(xìng)能,利用鎂鋁膠的活性(xìng),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(zhè)類製品提供了可能。
長時間以來,直接結合廊坊鎂鉻磚由幹(gàn)具有優良的抗(kàng)渣(zhā)性和耐侵蝕性,被普遺用於大(dà)型堿性回轉(zhuǎn)窯。但隨著環保間題的日益(yì)嚴重,鎂鉻製品在使用後產生的六價鉻已成為世(shì)界公認的問題,為此,研究耐剝落性好(hǎo),熱膨脹(zhàng)率低,組織脫化少(shǎo)及耐侵蝕的鎂鋁係耐火(huǒ)材料,作為鎂鉻係耐火(huǒ)材(cái)料(liào)Z佳替代材料應用(yòng)於堿性回轉窯(yáo)。自20世紀初不(bú)定形耐火材料出現之後,就逐步在(zài)冶(yě)金行業得到廣泛的應用。今天,一些(xiē)工業發達的不定型耐火產量幾乎占耐火(huǒ)材料總量的一(yī)半。目(mù)前鋼鐵行業應用範圍很廣,鎂鋁係不定型耐材(cái)約占不定型耐材(cái)生產總量的85%,被廣泛應用在轉爐、鋼包、鐵包、加熱爐及高爐(lú),幾乎遍及所有冶金熱工設備。
鎂鋁尖晶石具有較高的熔點、熱膨脹小、熱應力低(dī)、熱振穩定性好,同時(shí)它具有較穩定的化學性質,對堿性熔渣具有較強的抵抗能力,是(shì)鋁鎂不燒(shāo)磚得以使用的核心點,是提高壽命的關鍵物(wù)質之一。由於近年來人工合成鎂鋁尖(jiān)晶石技術的逐步成熟,使用合成好的尖晶石材料直接生產鋼包磚成為可能,可(kě)使其特(tè)性顯著提(tí)高。
鎂鋁尖晶(jīng)石的質(zhì)量是關係到鎂鋁(lǚ)尖晶(jīng)石磚(zhuān)能否達到合適(shì)效果的關鍵間題之一。通過試驗室的試驗篩選和有(yǒu)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(bǐ)較好。但(dàn)鋼包在生產操(cāo)作過程中各種條件(jiàn)因素比(bǐ)較多,要求鎂鋁尖(jiān)晶石加(jiā)入量應在30%一40%較為合理(lǐ)。因此在製磚過程中,除加入生產好的人工尖晶石(shí)外,還(hái)必(bì)須加(jiā)入(rù)電熔鎂鈔粉和(hé)剛玉粉,使之在使用過程中(zhōng)再生成二次尖晶石。從而提高磚體性能,為控製(zhì)原料有害雜質特別是低熔點物Na20和K2O含量,原料的(de)選用需特別注意。
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