鋼包是煉鋼工業中不可缺少的重要設備,作為鋼包(bāo)內襯(chèn)的耐火材料,發(fā)生了幾次大的變化。以前是采用(yòng)傳統(tǒng)的經燒結而成的粘土磚和三等高鋁磚,這種耐火材料在(zài)使用(yòng)過程中顯示出較差的耐剝落性和耐侵蝕性,使用壽命低,平(píng)均隻有10次,經處理也(yě)隻(zhī)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(bāo)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盛鋼桶內襯(chèn)材質。這種內襯(chèn)整體性好(hǎo),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(chǎng)多(duō)數沒有專用設備的情況下,拆包困難。為了(le)彌補(bǔ)這方麵的不足,繼而成功的應用鋁鎂不(bú)燒磚。該襯磚築砌容易,烘烤(kǎo)時間短和易拆包,但仍存在易戮渣和耐剝落性差的問題。在此基礎上,為了克服鋁鎂不燒磚鋼包內襯容易(yì)貓渣的(de)問題,在即年代後期又研製了(le)鋁鎂碳不燒磚,取(qǔ)代(dài)鋁鎂不燒磚。該材質綜合了鋁鎂材料和含碳材料的性能。鋁鎂碳不(bú)燒磚(zhuān)具有的主要優點是(shì):沒有磚縫熔損,具有較好(hǎo)的抗渣能力(lì)和抗熱振性(xìng),克服了鋼水(shuǐ)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(zhì)品由於(yú)是不(bú)燒或低溫(wēn)燒成,節約能源,降低了成本,經濟效(xiào)益十分明顯,引起了人(rén)們(men)的注意。
早在60年(nián)代,已經開發鎂鋁尖晶石磚(zhuān),但未投放市場。為了解決鉻(gè)在(zài)生產和使用中(zhōng)的問題,日本在70年代推出了(le)含尖晶石武漢鎂磚。即往武(wǔ)漢鎂(měi)砂中添加燒(shāo)結尖晶石,並在隧道窯中高溫(wēn)(1900℃)燒成鎂尖晶石磚,以尖晶石替代氧化鉻和氧化鐵。
那年代各種鎂鋁尖晶(jīng)石磚紛紛問(wèn)世,但其使用壽命不如鉻鎂磚。在弄清了損毀的原因後,此種磚的(de)性能有了根本(běn)的(de)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)鎂質製品的優異性能,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年已有產品開發,但是歐洲直到20世紀70年代末才對這種製品(pǐn)表現出較大(dà)的興趣,日(rì)本在(zài)1976年就(jiù)開始(shǐ)在水泥工業中使用鎂鋁尖晶(jīng)石磚。近年來,國際上對鎂(měi)鋁尖晶石及製品的研究日益增多。
我國在20世紀勸年代開始用礬土和菱(líng)鎂礦(或輕燒MgO)合成鎂鋁尖晶石原料的研(yán)究。近(jìn)年來,還開展了一係列製取鎂(měi)鋁(lǚ)尖晶石結合鎂質製品工藝的研究,取得了不少成(chéng)就,但是性能優異的高純(chún)製品卻(què)一直(zhí)苦(kǔ)於高的燒成溫度而受到(dào)限製。國內有人用活性尖晶石粉把(bǎ)國外的超(chāo)高溫燒(shāo)成工藝(1850℃)降到1660℃。但是對於一般以(yǐ)煤為燃料的普通耐火窯爐(lú)而言(yán),仍是難以做到的。為此,國內的耐火材料專家及學者將自製活性鎂鋁膠作為結(jié)合劑,研究了用活(huó)性鎂鋁膠作結合劑的高純鎂磚及尖晶石結合鎂(měi)磚的性能,利(lì)用鎂鋁膠的活性,使這兩(liǎng)種(zhǒng)性能優異的(de)製品在1550℃燒成,為在普通(tōng)耐火廠的窯滬中燒製這類製(zhì)品提供了可(kě)能。
長時間(jiān)以來,直接結合武漢鎂鉻(gè)磚由幹具有(yǒu)優良的抗渣性和耐侵蝕性,被普遺用於大型(xíng)堿性回轉窯。但隨著環保間題的日益嚴重(chóng),鎂鉻製品在(zài)使用後產生的六價鉻(gè)已成為世界公認的(de)問(wèn)題(tí),為此,研(yán)究耐(nài)剝落(luò)性好,熱膨脹率低,組(zǔ)織脫化少及耐(nài)侵蝕的鎂鋁係(xì)耐火(huǒ)材(cái)料(liào),作為鎂鉻係耐火材料(liào)Z佳替代(dài)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,就逐步在冶金行業得(dé)到廣泛的(de)應用。今天,一些工業發達的(de)不定型耐火產量幾(jǐ)乎占耐火材料總量的一半。目前(qián)鋼鐵行業應用範圍很(hěn)廣,鎂(měi)鋁係不(bú)定型耐材約占不定(dìng)型耐材生產總量的85%,被廣泛應用在轉爐、鋼包、鐵(tiě)包、加熱爐及高(gāo)爐,幾乎遍及所有冶金熱工設備。
鎂鋁尖晶石(shí)具有較高的熔點、熱膨脹小(xiǎo)、熱應力低、熱振穩定(dìng)性好,同時它具有較穩(wěn)定的化(huà)學性質,對堿性熔渣具有較強的抵抗能力,是鋁鎂不燒磚得以使用的核心點,是提高壽命的(de)關鍵物質之一。由(yóu)於近年來人工合成鎂鋁尖(jiān)晶石技術的(de)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(kě)能(néng),可使其特性顯(xiǎn)著提高。
鎂鋁尖晶石的質量是關係(xì)到鎂鋁尖晶石磚能否達到合適效果的關鍵間題之一。通(tōng)過試驗室的試驗篩(shāi)選和有關資料的介紹,富鎂尖晶石在20%一(yī)30%其抗侵蝕(shí)性、抗結(jié)構剝落性和抗(kàng)熱振性能都比較好。但鋼包在生產操作過程中各種條件(jiàn)因素比較多,要求鎂鋁尖晶石加入量(liàng)應(yīng)在30%一40%較(jiào)為合理。因此在製磚過程(chéng)中,除加入生產好的人工尖晶石外,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(èr)次尖晶石。從而提高磚體性能,為控製原料有害雜質特(tè)別是低熔點物Na20和K2O含量,原料的選用需特別注意。
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