以大型无芯感应电炉用耐火材料为例分析镁尖晶石砖
发布日期： 2017-08-02 00:00:00 阅读量（403） 作者：带有连铸机的中型无芯感应炉特别是大型无芯感应炉炼钢的熔炼操作，由于废钢量大，而且含有大量的金属氧化物，结 果导致白刚玉-MgO (10%)质内衬基体内渗入氧化锰和氧化铁，产生严重的结构剥落，使用寿命很低。原因是高含量氧化 猛和氧化铁渣同内衬耐火材料基体内过量的Al2O3反应生成富Mn与Fe的尖晶石，伴有非常大的体积膨胀而导致片状剥落。
在这种情况下，可采用全预合成Spinel制成的耐火材料。使 用结果表明，这种Spinel耐火材料(含30% MgO)用于真空感应 炉熔炼操作非常成功。对用后残衬的研究发现:这种耐火材料实质上阻止了氧化锰和氧化铁的渗透，热面反应带基本上消除了。
上述情况表明，以富镁Spinel (含30% MgO)为原料制成 的Spinel质耐火材料抗锰铁氧化物的渗透能力得到提髙，对于大型无芯感应炉熔炼，特别在“配料熔炼”的化学和物理方面 的适用性也有所强化。
从上述结果中可以推出：大型无芯感应炉内衬耐火材料也能按MgO-Spinel.(预合成-原位Spinel)方案设计，即以镁砂为粗颗粒，以预合成Spinel为中颗粒和细颗粒同时配入Al2O3和 MgO细粉，混合物在高温受热时就地形成Spinel (原位Spinel)。 通过对基质中预合成Spinel/原位Spinel比例进行精心平衡，便能获得高性能的MgO-Spinel质耐火材料。
图 11 表示了由 Mg0-SPinel-Al2O3 混合料制成的 MgO-Spinel 质试样的抗热震性能，即将试样于1550℃熔炼铁水内浸20s，取 出冷却并重复试验至试样破坏为止的剥落次数与Spinel含量的关 系。图中表明，MgO-Spinel质耐火试样的抗热震性(剥落性)随 Spinel含量的上升呈直线增加，而且含化学计量Spinel材料的抗 热震性更佳。这与材料中Spinel含量增加，其杨氏模量下降(图12)和热膨胀系数减少的结果(图13)是相吻合的。
采用砌衬方法在1750℃的高频电炉内进行4h的侵蚀试验的 结果列入图14和图15中。这两幅图表明，虽然Spinel含量增加，抗蚀性有下降的趋势，但对抗渗透性提高却是非常有效的。
根据以上4幅图，可以认为MgO-Spinel质耐火材料特别是以镁砂为粗颗粒而以Spinel为中颗粒和细粉、同时配入Al2O3和 MgO细粉、通过精心平衡基质中的预合成Spinel (原位Spinel) 按比例而制成的MgO-Spinel质耐火材料能够同大型无芯感应炉 的操作条件相适应。
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