精煉鋼包中低蝕區(qū)用到的耐火材料

當(dāng)精煉鋼包側(cè)墻和鋼包底部等低蝕區(qū)采用耐火澆注料時，通常是電熔剛玉、板狀A(yù)1203和富含氧化鋁的Sp(76A或者90A)等合成原料作為耐火澆注料的主原料，按LCC和ULCC方案進(jìn)行設(shè)計。這樣，可以生產(chǎn)出具有耐火度高、抗渣蝕性高、熱力學(xué)穩(wěn)定性好的耐火材料。富含氧化鋁的Sp在溫度低時會釋放過量的氧化鋁，后者與熔渣中的氧化鈣反應(yīng)生成CaO·6Al2O3，同時伴隨著體積的增加，并且固溶渣中MnO和FeO,導(dǎo)致黏度增加，從而提高了抗渣性。適量的Sp添加量為15%?30%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))，相應(yīng)的氧化鎂含量為4%?10%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))?！　?/p>

為了進(jìn)一步提高耐火澆注料的抗渣滲透性，則采用鎂質(zhì)耐火澆注料方案，利用高溫時MgO+Al2O3→Sp反應(yīng)原位生成Sp，并伴隨有體積增加(約15%)，可彌補(bǔ)燒結(jié)時的體積收縮同時增加材料的結(jié)構(gòu)致密性。添加少量ufSiO2促進(jìn)Sp的形成，同時控制耐火澆注料的膨脹量以滿足使用要求。對于鎂鋁質(zhì)耐火澆注料的熱膨脹，則可通過CA加以控制，Al2O3-MgO-Ncc熱膨脹曲線如圖5-5所示?！　A也能控制鎂鋁質(zhì)澆注料的殘余線膨脹率(PLC)，見表5-5。　　

在精煉鋼包低蝕區(qū)砌筑高鋁磚是另一種解決方案?，F(xiàn)代精煉鋼包采用天然紅柱石和鋁礬土生產(chǎn)高鋁磚，它與鋁礬土相比,前者有較高的純度和熱機(jī)械穩(wěn)定性(如熱態(tài)強(qiáng)度)。由于它含有較多的SiO2因而耐蝕性差，尤其是在堿性渣的條件下以磯土熟料為主要原料生產(chǎn)的高鋁磚砲筑精煉鋼包里襯存在下述缺點，正在被淘汰?！　　捎隗w積收縮，導(dǎo)致鋼水和熔渣嚴(yán)重滲透和侵蝕,特別是　　在磚縫處形成很厚的熔渣層?！?/p>

由于磚本身固有的脆性和其組織結(jié)構(gòu)，使鋼包里襯形成較厚的剝蝕帶及熔渣層。由于里襯對鋼水和熔渣固有的潤濕性，導(dǎo)致熔渣的侵蝕和滲透更加嚴(yán)重，并產(chǎn)生片狀剝落。為了克服精煉鋼包里襯高鋁磚上述缺點，則開發(fā)了取代它們的鎂鋁碳磚和Al203-Sp-C磚，前者同高鋁磚相比具有如下優(yōu)點：1、良好的耐高溫及抗組織剝落性;2、良好的抗鋼水和熔渣的侵蝕性;3、良好的殘余膨脹，甚至在更高溫度下，磚的接縫處也不會出現(xiàn)裂紋。因為，當(dāng)溫度高于1650°C時，高鋁磚表現(xiàn)出明顯的收縮，從而會導(dǎo)致鋼水和熔渣滲透到磚縫中。與高鋁磚不同，在連鑄出鋼溫度準(zhǔn)圍(1650?1670℃)內(nèi)，Al2O3-MgO-C磚不會出現(xiàn)收縮?！　⊥ㄟ^旋轉(zhuǎn)浸漬法對高鋁磚、鎂鋁碳磚和鎂碳磚進(jìn)行對比抗渣試驗的結(jié)果得出：高鋁磚侵蝕和滲透均較嚴(yán)重，而鎂碳磚侵蝕和滲透最小，鎂鋁碳磚則介于二者之間。現(xiàn)場使用也表明，鎂鋁碳磚的使用壽命比高鋁磚高，因而廣泛用于精煉鋼包低蝕區(qū)域里襯的耐火材料?！　?/p>

磚砌精煉鋼包低蝕區(qū)里襯的堿性磚主要是鎂鈣磚和鎂碳磚。為了防止燒成白云石磚水化，可以用有機(jī)物質(zhì)進(jìn)行浸漬，使其顯氣孔率降低到10%以下,在鋼包使用前加熱時可以把它們?nèi)コ蓛?。富氧化鎂的白云石磚用于渣線與鋼水線之間，以用來減少這一區(qū)域的磨損。鋼包用白云石磚的一個優(yōu)點是與鋼水的反應(yīng)能力，白云石磚里襯作為精煉鋼包的反應(yīng)區(qū)，與磚的接觸面較大。但是，白云石磚鋼包里襯的磨損率，一般都比鎂碳磚成打鎂鋁碳磚高?！　℃V碳磚用于精煉鋼包側(cè)壁里襯時，其碳含量一般低于15%。對于鎂質(zhì)耐火材料來說，為了提高磚的抗熱剝落性，碳是不可缺少的，并影響了氧化鎂高的熱膨脹性。碳加人氧化鎂磚中可以提高抗渣性，但抗氧化性較低。通常，通過添加防氧化劑來克服鎂碳磚易氧化的問題?！　?/p>

在鎂碳磚中，添加金屬抗氧化劑所帶來的問題是提高了熱導(dǎo)率(可提高到10?15W/(m?K)，這會導(dǎo)致鋼水熱損失過多。因此，對于全側(cè)壁(渣線和金屬線)鎂碳質(zhì)里襯設(shè)計的精煉鋼包，則需要考慮安裝一個隔熱層。　　

另外，如試用結(jié)果表明：鎂碳磚在受鋼沖擊部位他川也取得了很好的效果。但在鋼包中全面使用含碳耐火材料時，從溫度和夾雜物的角度來看，碳低于10%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))的鎂碳磚為最佳。不過，此時應(yīng)當(dāng)考慮低碳化會由于剝落而導(dǎo)致?lián)p毀加快的問題。

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