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鋁-鎂質(zhì)澆注料在鋼包應用中的問(wèn)題討論

作者:小編 分類(lèi):新聞資訊 時(shí)間:2021-01-27 瀏覽:

鋁-鎂質(zhì)耐火澆注料是以氧化鋁和氧化鎂為主要成分的耐火澆注料的總稱(chēng)。廣義上稱(chēng)作氧化鋁-氧化鎂質(zhì)耐火燒注料,一般簡(jiǎn)稱(chēng)作鋁-鎂質(zhì)澆注料。

a關(guān)于鋁-鎂質(zhì)澆注料在鋼包應用范圍的問(wèn)題 

鋁鎂質(zhì)澆注料在中小容量鋼包整體內襯上使用,已完全取得成功。在大容量鋼包上,由于鋼質(zhì)量要求和煉鋼過(guò)程不同,鋼包熔渣的組成和堿度也不一樣。不同類(lèi)別的鋼包應選用不同的耐火內襯。大容量鋼包選用純鋁-鎂質(zhì)澆注料內襯時(shí),應根據不同類(lèi)別的鋼包或同一鋼包的不同部位的使用條件,選擇與之適應的純鋁-鎂質(zhì)澆注料的種類(lèi)。

對于大容量連鑄鋼包而言,采用純鋁-鎂質(zhì)澆注料整體內襯時(shí),在技術(shù)上應認為是成熟的。不過(guò)要特別注意在渣線(xiàn)部位選用抗侵蝕性、抗渣滲透性和永久線(xiàn)變化率均能滿(mǎn)足要求的純A I 203-MgO質(zhì)澆注料對于主要精煉潔凈鋼的精煉鋼包而言,由于使用條件更加苛刻,只能在低蝕區的熔池(包壁和包底)采用純鋁-鎂質(zhì)澆注料。有文獻[53]報道將純Al2O 3-MgO質(zhì)澆注料與MgO-C磚在中等堿性渣(Ca 035%, MgO 5%, SiO 210%, AI2O 315%, Fe2O 325%, Mn010%,CaO/SiO 2=3.5,(C+M) /(S+A) =1.6) 中進(jìn)行渣蝕試驗,結果表明由于原位形成SP, 該澆注料的抗侵蝕性相當于MgO-C磚水平。據此可以認為純AI2O 3-MgO質(zhì)澆注料可以用于低堿性渣甚至中等堿性渣鋼包的渣線(xiàn)部位??墒?,這種澆注料接觸到高堿性渣(CaO 63%, Mg01%, SiO212%, AI2O310%, Fe2O 314%, CaO/SiO 2=5.3, (C+M) /(S+A) =2.9) 時(shí), 抗渣性能卻難以達到MgO-C磚的水平, 因為SP遇到高CaO含量熔渣時(shí), 會(huì )按CaO+SP→MgO+L反應生成MgO和液相,SP被CaO熔渣熔蝕, 耐火性能下降。因此, 目前純鋁-鎂質(zhì)澆注料僅用于精煉鋼包的低蝕區(熔池)

b精煉鋼包渣線(xiàn)用澆注料的開(kāi)發(fā)應用 

多年以來(lái)磚砌鋼包實(shí)踐證明,雖然使用壽命和使用安全等方面是完全可靠的,但砌筑操作的笨重體力勞動(dòng)始終未被減輕鋼包整體內襯的成功推廣應用,使人們看到包襯機械化施工的前景。整體包襯普及率的提高是大趨勢。目前,僅剩下精煉鋼包渣線(xiàn)部位的整體內襯尚未完全成功和推廣。國內外,對于精煉鋼包渣線(xiàn)部位的堿性澆注料(例如純鎂-鋁質(zhì)澆注料、鎂-硅質(zhì)澆注料等) 正在作大量的研發(fā)工作, 但都未達到MgO-C磚的使用水平。鋼包渣線(xiàn)用MgO-C質(zhì)澆注料的研發(fā), 由于流動(dòng)性和C的抗氧化性等沒(méi)有完美解決, 其使用效果還達不到MgO-C磚的水平不過(guò), 精煉鋼包的全整體內襯,是鋼包內襯機械化施工的方向,相信這一目標會(huì )完全實(shí)現。

c純鋁-鎂質(zhì)澆注料類(lèi)型的選擇 

鋼包用純鋁-鎂質(zhì)澆注料類(lèi)型中純AI2O 3-SP質(zhì)澆注料和純A I 203-MgO質(zhì)澆注料的選擇, 應從各類(lèi)型特點(diǎn)、研發(fā)歷史和使用效果等方面考慮。首先, 一定要了解純AI2O3-SP質(zhì)澆注料和純AI2O3-MgO質(zhì)澆注料各自的優(yōu)缺點(diǎn), 以便在不同鋼包和同一鋼包不同部位合理選用。當然, 為保持純AI2O3-SP質(zhì)澆注料和純AI203-MgO質(zhì)澆注料的優(yōu)點(diǎn)和克服各自的缺點(diǎn), 根據基質(zhì)搭配原則,基質(zhì)組成選用Al2O3-SP-MgO系統和SP/MgO比值合適時(shí),可獲得同時(shí)具有兩類(lèi)型澆注料優(yōu)點(diǎn)并克服各自缺點(diǎn)、綜合性能較好的純AI2O3-SP-MgO質(zhì)澆注料, 它在鋼包低蝕區會(huì )獲得較好的使用結果。其次,按開(kāi)發(fā)應用先后看,純AI2O3-SP質(zhì)澆注料先于純AI2O3-Mg0質(zhì)澆注料,表明后者的優(yōu)點(diǎn)多于前者,而且后者的適用性更廣泛。從純  AI2O3 -MgO質(zhì)澆注料的適用性看, 不同組成和特點(diǎn)的純AI2O 3-MgO質(zhì)澆注料可用于精煉鋼包低蝕區的任何部位(熔池包壁、包底和沖擊區) 。尤其是用量很大的包壁采用純AI2O3-MgO質(zhì)澆注料時(shí),使用過(guò)程中MgO與AI2O3反應生成的原位SP伴有可控制和調節的體積膨脹, 對減少或限制熔渣滲透有益。更何況用于包壁的純AI2O3-Mg0質(zhì)澆注料,由于環(huán)形澆注體的輻射狀膨脹特點(diǎn)和受圓形鋼殼的限制,環(huán)形澆注體不會(huì )發(fā)生所謂的“自由膨脹”。第三,鋼包純鋁-鎂質(zhì)澆注料的蝕損機理研究指出,澆注體工作襯與熔渣反應后形成一個(gè)保護層帶,渣中大部分氧化鐵和氧化錳嵌入晶格結構形成尖晶石。熔渣中氧化鐵詞AI2O 3反應生成FeOAI2O 3所引起的膨脹不大; 猹中CaO同Al2O 3反應生成CA 6產(chǎn)生較大的膨脹, 但卻被熔渣中CaO和SiO2同AI2O3反應生成鈣鋁黃長(cháng)石和(或) 鈣長(cháng)石(取決于渣中SiO2含量) 等熔點(diǎn)溫度低于1600℃(鋼包操作溫度) 的礦物反應均衡了。純鋁-鎂質(zhì)澆注料鋼包工作襯同熔渣反應生成高熔點(diǎn)和低熔點(diǎn)礦物的這種結合,為鋼包工作襯提供了一個(gè)熱面保護層帶,使工作襯的進(jìn)一步蝕損減至最少。最終表現為不同熔渣組成對純鋁-鎂質(zhì)澆注料的兩種類(lèi)型鋼包工作襯使用壽命的影響差別并不十分明顯。這樣,制作工藝相對簡(jiǎn)單和成木較低的純AI2O 3-MgO質(zhì)澆注料(尤其是凝聚結合的) 更具推廣價(jià)值。

d關(guān)于大容量鋼包整體內襯和“套澆”的推廣                                        

我國中小容量鋼包和部分大容量鋼包整體內襯成功應用后,義采用了“套澆”技術(shù):整體內襯局部蝕損到一定厚度,冷卻并經(jīng)人工或機械清除殘渣和工作襯滲透層,安裝模具補澆新的整體襯,經(jīng)烘烤加熱后再投人使用。還可以多次“套澆”,避免了殘襯的廢棄,顯著(zhù)降低了耐材的單耗整體襯和套澆共同采用,才能表現出鋼包澆注料的優(yōu)越性來(lái)。國外大容量鋼包多數采用整體襯和套澆我國大容量鋼包采用整體襯和套澆的較少,可創(chuàng )造條件推廣這些技術(shù)。

大容量鋼包整體內襯必須在技術(shù)上和施工方面保證不發(fā)生高溫鋼水滲漏事故。為此在多方面采取安全措施。例如,以往緊靠包殼(或隔熱層)的永久襯,現在稱(chēng)為安全襯,定義為“爐殼與工作襯間的防滲漏耐火磚砌體或耐火整體襯。當工作襯被高溫熔體和熔渣侵蝕變薄時(shí),安全襯應能抵擋滲透和侵蝕”。以往磚砌鋼包采用高鋁質(zhì)澆注料安全襯后,不僅壽命延長(cháng)(可以經(jīng)過(guò)數個(gè)包役不換安全襯),而且杜絕了漏鋼事故,表明無(wú)砌縫的整體安全襯也是安全可靠的,進(jìn)而改用無(wú)砌縫的普通鋁-鎂質(zhì)澆注料整體安全襯和純鋁-鎂質(zhì)澆注料整體工作襯,也不應發(fā)生漏鋼事故。純鋁-鎂質(zhì)澆注料研發(fā)技術(shù)和應用技術(shù)早已被證實(shí)非常成熟,早已被證實(shí)安全上是可靠的?,F階段未在大容量鋼包上全面推廣 純鋁-鎂質(zhì)澆注料整體內襯的原因可能有:

(1)磚砌鋼包用耐火磚在耐火材料制造廠(chǎng)經(jīng)過(guò)質(zhì)量檢查合格后,運往鋼廠(chǎng)又經(jīng)過(guò)筑爐工人目視挑選出外觀(guān)廢品,多年習慣認為磚的質(zhì)最是可靠的。砌筑質(zhì)量按規范檢查可以看得見(jiàn)是否合格。而澆注質(zhì)量的檢音,無(wú)論代表性或及時(shí)性都不容易全面適時(shí)地反映澆注體的施工質(zhì)量。

(2)鋼包整體內襯的澆注施工由誰(shuí)來(lái)完成。鋼包磚砌工程由專(zhuān)門(mén)的筑(修)爐隊伍完成。多年來(lái),鋼廠(chǎng)和爐窯公司建立了專(zhuān)業(yè)筑(修)爐隊伍,近年來(lái)一些耐火材料廠(chǎng)也組織起來(lái)專(zhuān)業(yè)筑爐隊伍。有了專(zhuān)業(yè)筑爐隊伍,保證了鋼包磚襯的砌筑質(zhì)量。鋼包整體內襯的澆注施工,是技術(shù)要求高、確保施工質(zhì)量和必須有操作熟練的專(zhuān)門(mén)隊伍來(lái)完成的工程。鋼包整體內襯的澆注施工,從試驗到推廣(特別是試驗階段)應由澆注料的制造單位負責完成。只有這樣,澆注料的制造單位通過(guò)現場(chǎng)澆注施工和對鋼包的使用狀況的研究,才能了解澆注料制造、施工和使用中的問(wèn)題,不斷改進(jìn)澆注料的性能、作業(yè)性能和使用效果。當然,在鋼包整體襯試驗成功后,可轉交給專(zhuān)業(yè)筑(修)爐單位的隊伍承擔鋼包整體內襯的施工,但必須經(jīng)過(guò)嚴格培訓,確實(shí)能承擔并按施工標準高質(zhì)量和熟練地完成這個(gè)任務(wù)。

(3)澆注施工場(chǎng)地在鋼廠(chǎng)占有一定的平面存放澆注機具和澆注料。特別是試驗階段,澆注場(chǎng)地與磚砌鋼包在同一相互干擾的平面,當這一場(chǎng)地面積本來(lái)就不夠時(shí),試驗困難不小。

(4)鋼包整體內襯的養護、烘干和加熱的時(shí)間,比磚砌鋼包長(cháng)得多。

具備鋼包整體內襯施工條件的鋼廠(chǎng),應積極試驗和推廣,并不斷延長(cháng)使用壽命。近期不具備整體內襯施工條件的鋼廠(chǎng),采用澆注料預制件也不失為一種很好的過(guò)渡方案,實(shí)際上預制件是在耐火材料廠(chǎng)精心制造(經(jīng)質(zhì)檢合格)的耐火制品,只是不采用壓磚機和燒成設備(但養護和烘干在制造廠(chǎng)完成)鋼廠(chǎng)可把預制件當作不燒磚,砌筑工程和烘干加熱基本上與磚砌鋼包相同,只要耐火材料單耗和費用不增加,而且延長(cháng)了使用壽命,這是對耐火材料廠(chǎng)和鋼廠(chǎng)都有好處的方案鋼包預制件的形狀尺寸,可保持與原有耐火磚相同,也可稍大些如果有條件實(shí)現鋼包內襯的吊裝機械化,可采用大尺寸預制塊,這些預制硪(塊的單重應超過(guò)100kg(人工搬不起來(lái)),在耐火材料廠(chǎng)完成澆注、養護、干燥和預砌筑和編號。這些預砌筑并編號的預制砌塊的運輸、裝卸和砌筑都實(shí)現了機械化。如果鋼廠(chǎng)吊車(chē)緊張,可采用小型吊裝設備,這是容易辦到的。

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