鋼包是煉鋼工業中不可缺少的重要設(shè)備,作為鋼包內襯的耐火材料,發生(shēng)了(le)幾次大的(de)變化。以前(qián)是采用傳統的經(jīng)燒結而成的粘土磚和三(sān)等高(gāo)鋁磚(zhuān),這種耐火材料在使用過程中顯示(shì)出(chū)較差的耐剝落性和耐(nài)侵蝕性,使用壽命(mìng)低,平均隻有10次,經處理也(yě)隻能達到20次左右。隨著煉鋼技術的發展,鋼水護(hù)外精煉對鋼包內襯耐火材料要求(qiú)的提高,在20世紀即年代初,曾(céng)經推(tuī)廣應用整體澆注鎂(měi)鋁質盛鋼桶內襯材質。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(zhǎng),有較嚴重(chóng)的掉渣現(xiàn)象(xiàng),對於中小型鋼廠多數沒有專用設備的情況下,拆包困難(nán)。為了彌補這方(fāng)麵的不足,繼而(ér)成功的應(yīng)用鋁鎂不燒磚。該襯磚築砌容易,烘烤(kǎo)時間短和易拆包(bāo),但仍存在易戮渣和耐剝落性差的問題。在(zài)此基礎上,為了(le)克服鋁(lǚ)鎂不燒磚鋼包內襯(chèn)容易貓渣的問(wèn)題,在即年代後期又研製了鋁鎂碳(tàn)不燒磚,取代鋁鎂不燒磚。該材質綜合了鋁鎂(měi)材料和含(hán)碳(tàn)材料的性能。鋁鎂碳不燒磚具有的主要優點(diǎn)是:沒有磚縫熔損,具有較好的抗渣能力和抗熱振性,克服了鋼(gāng)水和渣的滲透引起的結構剝落現象,使用壽命明顯提(tí)高等。該製品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(nián)代,已經開發鎂(měi)鋁尖晶石磚,但未投放市場。為了解決鉻在(zài)生產(chǎn)和使用中的問題(tí),日本在70年代推出了含(hán)尖(jiān)晶(jīng)石中山鎂磚。即往中(zhōng)山鎂砂中添加燒結尖晶石,並在隧道窯中高溫(1900℃)燒成鎂尖晶石磚,以尖(jiān)晶石(shí)替代氧化鉻和氧(yǎng)化鐵。
那年代各(gè)種鎂鋁尖晶(jīng)石磚紛紛問世,但(dàn)其使用壽命不如鉻鎂磚(zhuān)。在弄清了損毀的原因後,此種磚(zhuān)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(zhì)製品的優異性能,如抗渣性,抗剝落性及(jí)抗蠕變性能早已為人們(men)所知。前蘇聯自1942年起已有研究,1964年(nián)已有產品開發,但是歐洲(zhōu)直到(dào)20世(shì)紀70年代末才對這種製(zhì)品表現出較大的興趣,日本在1976年就開始在水泥工業中使用鎂鋁尖晶石磚。近年來,國(guó)際上對(duì)鎂鋁尖晶石及製品(pǐn)的研究日益增多(duō)。
我國(guó)在20世紀勸年代開始用礬土和菱鎂礦(或(huò)輕燒MgO)合成鎂鋁尖晶石原料的研究。近年來,還開展了一係列製取鎂鋁尖晶石結(jié)合(hé)鎂質製品工藝的研究,取得了(le)不(bú)少成就,但是性能優異的高純製品卻一直苦於高的燒成溫度而(ér)受到限(xiàn)製。國內有人用活(huó)性尖晶石(shí)粉把國外的超(chāo)高溫燒(shāo)成工藝(1850℃)降到1660℃。但是對於一般以煤為燃料(liào)的普通耐(nài)火窯爐(lú)而言,仍是難(nán)以做到的。為此(cǐ),國內的耐火材料專家及學者(zhě)將自製活性鎂鋁膠作為結合劑,研究了用活性鎂鋁(lǚ)膠作結合劑的高純鎂磚及尖晶石(shí)結合鎂磚的性能,利用(yòng)鎂鋁膠(jiāo)的活性,使這兩種性能優異的製品在1550℃燒(shāo)成,為在(zài)普通耐火廠的窯滬中燒製這(zhè)類製品提供了(le)可能。
長時間以來,直接結合中山鎂鉻磚由幹具有優良的抗渣性和耐侵蝕性,被普遺用於大型堿性回轉窯。但(dàn)隨著環保間題的日益(yì)嚴重,鎂鉻(gè)製品在使用(yòng)後產生的六價(jià)鉻已(yǐ)成為世界(jiè)公認(rèn)的問題,為此,研究耐剝落性好,熱(rè)膨脹率低,組織脫化少及耐侵(qīn)蝕的鎂鋁係耐火材(cái)料,作為鎂鉻係耐火材料Z佳替代材料應用於(yú)堿性回(huí)轉窯。自20世(shì)紀初不(bú)定形耐火材料出現之後,就(jiù)逐步在冶金行業得到廣泛的應用。今天,一些工業發達的不定型(xíng)耐火產量幾乎占耐(nài)火材料總量的一半。目前鋼鐵行業(yè)應用範圍很廣,鎂鋁係不定型耐材約占(zhàn)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(jiā)熱爐(lú)及高爐,幾乎遍及所有冶金熱工設備。
鎂(měi)鋁尖(jiān)晶石具有較高(gāo)的熔(róng)點、熱膨(péng)脹小、熱應力低、熱振(zhèn)穩定性好,同時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,是鋁鎂不燒磚得(dé)以使用的核心點,是提高壽命的關鍵物質之(zhī)一。由於近年來人工合成鎂(měi)鋁(lǚ)尖晶石技術的逐步成熟,使用合成(chéng)好的尖晶(jīng)石材料直接生產鋼包磚(zhuān)成為可能,可使其特性顯(xiǎn)著提高。
鎂鋁尖(jiān)晶石的質量是關係到鎂鋁尖晶石(shí)磚能(néng)否達到合適效果的關鍵間(jiān)題之一。通過試驗室的(de)試驗篩選(xuǎn)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(xìng)和抗熱振性能都比較好。但鋼包在生(shēng)產操作(zuò)過程中各種條件因素比較多,要求鎂鋁尖晶石加入量應(yīng)在30%一40%較為合(hé)理。因此在製磚過程中,除加入生產好的人工尖(jiān)晶石外,還必須加入(rù)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。從而提高磚體性能,為控製原料有害雜質特別是低熔點物Na20和K2O含量,原料的選用需特別注意。
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