炉外精炼用耐火材料的工作环境及主要耐火材料
发布日期： 2020-08-04 10:33:10 阅读量（365） 作者：炉外精炼耐火材料的工作环境十分恶劣，既与钢水和熔渣直接接触，还要受到各种条件的冲击。尽管炉外精炼方法和设备种类较多，但对耐火材料的作用和损毁状态，存在许多相同之处，大致如下。
1、耐火材料工作环境
(1)温度高，时间长
耐火材料使用温度，普遍高达1550～1700℃，甚至到1800℃。而且真空精炼时间长，平均每炉在30min以上。当热量损失大时，通常要提高出钢温度50～150℃，或者在熔炼装置中采用电弧、吹氧及加Al，Si的化学加热方式等给钢液补充热量。由于温度提高，耐火材料熔损速度加快，熔渣对耐火材料的渗透加剧，使局部损毁严重。
(2)真空，搅拌
炉外精炼装置的真空度，一般小于166Pa，LF(V)真空度达67Pa。耐火材料在高温真空下会蒸发损失。所有炉外精炼，都有钢水搅拌装置，AOD、VOD、VAD或VHD等是氩气搅拌，SKF是电磁搅拌。由于搅拌作用，使钢液和熔渣对耐火材料有严重的侵蚀、冲刷和磨损作用。
(3)炉渣侵蚀
突出在渣的碱度上，精炼方法不同存在较大差异。渣的碱度随精炼过程而变化，一般初期渣为中等碱度，当要脱磷脱硫时要高碱度熔渣。有的精炼方法在精炼过程中，耐火材料要受到初期酸性渣及后期碱性渣的反复作用，加速了耐火材料的侵蚀和渗透损毁。
(4)非连续操作，精炼装置温度变化剧烈
两次操作之间温差可达500～800℃或更大，热震损毁也是影响耐火材料寿命的重要原因。
(5)精炼钢包
还原气氛，如Cr2O3易被还原，不宜用镁铬砖作内衬。
2、主要耐火材料
(1)镁铬质耐火材料。
过去普遍使用镁铬质耐火材料，有的单位甚至从国外进口镁铬砖，还有的单位至今仍然认为在炉外精炼装置上，镁铬砖是最好用的。镁铬砖含MgO55%～80%(w)，Cr2O38%～20%(w)，有的镁铬砖Cr2O3含量达24%～26%。镁铬砖的耐火度高、荷重软化温度高、抗热震性好、抗熔渣侵蚀及渗透性强、适应熔渣碱度范围宽，很适合炉外精炼用耐火材料，被广泛用于DH、RH、AOD、VOD、VAD、ASEA-SKF等精炼设备。但在高温、碱性和氧化气氛的使用环境中，Cr2O3在Na2O、K2O或CaO参与作用下，三价铬能转变为六价铬，六价铬对人体有害，且易溶于水，也可以以气相存在，在生产使用中会随烟气排入空中污染空气，使用后的残砖中六价铬随雨水溶解，渗入地下而造成水污染。欧美和日本等国家相继出台了禁止或限制含铬制品生产使用的法规。我国钢铁企业也为顺应环保要求，都在积极推进耐火材料无铬化。
(2)MgO-CaO系耐火材料。
由于对炉外精炼的高碱度熔渣抗侵蚀性好，并有利于钢液净化，对环境污染少等优点，在AOD炉、VOD炉和精炼钢包等装置中广泛应用。镁钙系耐火材料的最大问题，就是CaO容易水化。采用欧洲生产镁钙质制品的防水化方法比较合适，即由超高温竖窑煅烧镁钙砂，就近制砖，再用金属箔塑料抽真空包装。也可以在适当温度下通入CO2，并浸草酸溶液，使游离CaO转变为CaCO3与CaC2O4，防止CaO水化。
(3)镁碳砖。
镁碳砖是以电熔镁砂、烧结镁砂和鳞片石墨为主要原料，以酚醛树脂作结合剂生产的不烧含碳碱性耐火材料。它具有优良的抗熔渣渗透性、抗侵蚀性及抗热震性。但作为精炼钢包内衬时，由于砖中的碳易溶于钢液中，可使钢液增碳，对质量要求高的洁净钢和超低碳钢不利。为了减轻增碳问题，进行了低碳镁碳砖的研究。按镁碳砖的标准(YB4074-91)，碳含量为10%～18%，而低碳镁碳砖是指碳含量低于8%的镁碳砖，有的碳含量可降低到3%～4%。
(4)Al2O3-MgO-C系耐火材料，分为铝镁碳砖及铝镁尖晶石浇注料。
铝镁碳砖是以Al2O3含量大于85%的特级铝矾土熟料为骨料，加入镁砂细粉和鳞片石墨，以酚醛树脂做结合剂的不烧砖。在炉外精炼钢包内衬使用，其主要成分Al2O3和MgO能发生反应生成铝镁尖晶石，并伴随体积膨胀，砖的抗渣性和热膨胀率随MgO含量的增加而提高。由于热膨胀使内衬的砖缝缩小，内衬结构致密。但MgO含量过高，膨胀率过大，能造成砖开裂和损毁。为了调整和控制使用过程中尖晶石的形成和产生的膨胀效应，在制砖的配料时，采用预先合成的铝镁尖晶石熟料做原料，取代部分铝矾土熟料和镁砂，制造的制品，也称铝镁尖晶石碳砖。
铝镁尖晶石浇注料是20世纪90年代中期开发出来的，有两种类型：一种是用电熔刚玉、烧结刚玉、高纯电熔镁砂、高纯铝镁尖晶石为原料，纯铝酸钙水泥、高纯SiO2，Al2O3微粉结合的浇注料，具有优良的抗侵蚀和抗渗透性能，在各大型钢包上使用;另一种是铝矾土熟料基的铝镁尖晶石浇注料，立足我国天然原料，以铝矾土熟料为骨料，电熔镁砂、尖晶石细粉、铝酸钙水泥结合的浇注料，主要用于中、小钢包内衬。
钢包内衬采用耐火浇注料的优点是可实现机械化施工，减轻劳动强度和提高施工效率。
相关阅读
免责声明：
本站部分文章来源于互联网，编辑转载目的在于传递更多信息，并不代表本网赞同其观点核对其真实性负责。
如涉及作品内容、版权和其他问题请书面发函至本公司，我们将在第一时间处理。
