鋼包是煉鋼工業中不可缺少的重要設備,作為鋼包內襯的(de)耐火材料,發生了幾次大的變化。以前是采用傳統(tǒng)的經燒結而(ér)成的(de)粘土磚和三等高鋁磚,這種耐(nài)火材料在使用過程中顯示出較差的耐剝落性和耐(nài)侵蝕性,使用壽命低,平均隻(zhī)有(yǒu)10次,經處理也隻能達到(dào)20次左右。隨著(zhe)煉鋼技術(shù)的發展,鋼(gāng)水護外精煉對鋼(gāng)包內襯耐火材料要求的提高,在20世紀即年代初,曾(céng)經推廣應用(yòng)整體澆注鎂鋁質盛鋼桶內襯材質。這種(zhǒng)內襯整體(tǐ)性好,顯著(zhe)提高了使(shǐ)用壽命,但存在烘烤鋼包時間(jiān)長(zhǎng),有(yǒu)較嚴重的掉渣現象,對於(yú)中小型鋼廠多數沒有專用設備的情況下,拆包困難。為了彌補(bǔ)這方麵(miàn)的不足,繼而成功的應(yīng)用鋁鎂不燒磚。該襯磚築砌容易,烘(hōng)烤時間短和易拆包,但仍存在易戮渣和耐剝落性差(chà)的問題。在此基礎上,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(hòu)期(qī)又研製了鋁鎂(měi)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(de)性能。鋁(lǚ)鎂(měi)碳不燒(shāo)磚具有的主要優點是:沒有磚縫熔損,具有較(jiào)好的抗渣(zhā)能力和抗熱(rè)振性,克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(gāi)製品由於是不燒或低溫燒成,節約能源(yuán),降低(dī)了成本,經濟效益十分明顯(xiǎn),引起(qǐ)了人們的注(zhù)意。
早在(zài)60年(nián)代,已經開發鎂鋁尖晶石磚,但未投放市場。為了解決鉻在生(shēng)產和使用中的問題,日本在70年(nián)代推(tuī)出了含尖晶石鎂磚。即往鎂(měi)砂中添加燒結尖晶石,並在隧道(dào)窯中高溫(1900℃)燒成鎂尖晶石磚,以尖晶石替代氧化(huà)鉻(gè)和氧化鐵。
那年(nián)代各種鎂鋁尖晶石磚(zhuān)紛紛問世,但其使用(yòng)壽命不如鉻鎂磚。在弄清了損毀的原(yuán)因後,此種磚的性(xìng)能有(yǒu)了(le)根本的改進,從而可以和鉻鎂(měi)磚相匹(pǐ)敵。
尖晶石(鎂鋁尖晶石)結合的鎂質製品的優異(yì)性能,如抗渣(zhā)性,抗剝落性(xìng)及抗蠕變性能早已為人們所知。前蘇聯自1942年(nián)起已有研究,1964年已有產品(pǐn)開發,但是歐洲直到20世紀(jì)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用鎂鋁尖晶石磚。近年來,國際上對鎂鋁尖晶(jīng)石及製品的研究日益增多。
我國在20世紀勸(quàn)年(nián)代開始用(yòng)礬土和(hé)菱鎂(měi)礦(或輕燒MgO)合成(chéng)鎂鋁尖晶石原料的研究。近年來,還開展了一係列製(zhì)取鎂鋁尖晶石(shí)結合鎂質製品工藝的研究,取得(dé)了不少成就,但是性能優異的高純製品卻一直(zhí)苦於高的燒成溫度而受到限製。國(guó)內有(yǒu)人用活性尖晶石粉把國外的超高溫燒成工藝(1850℃)降到1660℃。但是對於一般以煤為燃料的普通耐火窯爐而言,仍是難以做到的(de)。為此,國內的耐火材料專家及學者將自製活性鎂鋁膠作(zuò)為結合劑,研究了用活(huó)性(xìng)鎂鋁膠作(zuò)結合劑的高純鎂(měi)磚及尖晶(jīng)石結合鎂磚的性能,利用鎂鋁膠的活性,使這兩種性能優異的製(zhì)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(néng)。
長(zhǎng)時(shí)間以來,直接結合鎂鉻磚由幹具有(yǒu)優良的抗渣性和耐(nài)侵蝕性,被普遺(yí)用於大型堿性回(huí)轉窯。但隨著環保間題(tí)的日益嚴重,鎂鉻製品在(zài)使(shǐ)用後產生的六價鉻已成為世界公(gōng)認的問題(tí),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耐火(huǒ)材料(liào),作為鎂鉻係耐火材料Z佳替代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(zhī)後,就逐步在冶(yě)金(jīn)行業得到廣泛的(de)應用。今天,一些工(gōng)業發達的不定型耐火產量幾乎占耐火材料總量的一半。目前鋼鐵行業應用範圍很廣,鎂鋁係不定(dìng)型耐材約占不定型(xíng)耐材生產總量的85%,被廣泛應用在轉爐(lú)、鋼包、鐵包、加(jiā)熱爐及高(gāo)爐,幾乎遍及所有冶金熱工設備。
鎂鋁尖晶(jīng)石具有較(jiào)高的熔點、熱膨脹小、熱應力低、熱振穩定(dìng)性好,同時它具有較穩定(dìng)的化學性質,對(duì)堿性熔(róng)渣具有(yǒu)較強的抵抗能(néng)力,是鋁鎂不燒磚得以使用的核心點,是提(tí)高(gāo)壽命的關鍵物質之一。由於近(jìn)年來人工合成鎂鋁尖(jiān)晶石技術(shù)的逐步成熟,使用合成好的尖晶石材(cái)料(liào)直接生產鋼包磚成為可(kě)能,可使其特性顯著提高。
鎂鋁尖晶(jīng)石的質量是關係到鎂鋁尖晶石磚能否達到合適效果的關鍵間題之一。通過試驗室的試驗篩(shāi)選和有關資料的(de)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(dōu)比較好。但鋼包在生(shēng)產操作過程中各種(zhǒng)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。因此在製磚過(guò)程中,除加入生產好的人工尖晶石外,還必(bì)須加(jiā)入電熔鎂鈔粉和剛玉粉,使之在(zài)使用過程中(zhōng)再生成二次尖晶石。從而提高磚體(tǐ)性能(néng),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。
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