钢包渣一用富MgO的MgO—Al2O3—C砖研究

由于长期以来对洁净钢需求量的增加,炉外精炼处理工艺的应用迅速增长。为了确保精炼设备的有效操作,钢包渣线处需要最优的耐火材料,即新型含碳耐火材料。为此开发了在这些材料中添加氧化铝。试验了添加石墨和氧化铝成分及其对砖的质量的影响。带研究了原料颗粒组成和添加剂两者如何影响砖的质量。于高温下长时间在钢包渣线处使用添加氧化铝的镁碳砖（ＭｇＯ－Ａｌ２Ｏ３－Ｃ砖）与添加氧化镁的铝碳砖（Ａｌ２Ｏ３－ＭｇＯ－Ｃ砖）     

再生镁碳砖和铝镁碳砖在精炼钢包上的应用

介绍了采用64%～88%质量分数的用后钢包再生料制造的再生镁碳砖和再生铝镁碳砖的性能以及在精炼钢包上的应用情况。使用结果表明,根据使用条件和再生料的特点,把镁碳砖的制造技术和使用条件结合起来设计制造的再生镁碳砖,其使用效果显著好于原镁碳砖:在300 t精炼钢包渣线上的使用寿命提高15%,在50 t LF-VD炉渣线上的使用寿命提高50%以上。     

改性石墨对镁碳砖性能的影响

为了提高钢包渣线镁碳砖的使用寿命,将0~1%质量分数的改性石墨引入到钢包渣线用镁碳砖中,研究了其加入量对镁碳砖体积密度、显气孔率、常温耐压强度、热膨胀率和抗渣性的影响,并采用偏光显微镜分析了试样的显微结构。结果表明:引入少量改性石墨对镁碳砖的致密度略有负面影响,但改性石墨在高温下产生的体积膨胀能弥补砖的基质收缩和砖与砖之间的缝隙,从而提高镁碳砖的抗渣性;当改性石墨加入质量分数为0.8%时,镁碳砖中骨料与基质的缝隙最小,抗渣性最好。     

添加Cr2O3对不烧铝镁砖性能的影响

钢包渣线部位一般使用镁碳砖,因为该部位需要材料具有优异的抗侵蚀性。无碳碱性耐火材料如镁尖晶石砖、镁铬砖等也被用在钢包上以防止钢水增碳。但这些砖抗渣渗透性差,导致结构剥落,然而其抗渣侵蚀性好。因此,典型的无碳砖———不烧铝镁砖尽管具有优异的抗渣渗透性,但是其抗渣侵蚀性较差,不能在钢包渣线上使用。日本品川耐火材料公司的研究人员研究了添加Cr2O3对不烧铝镁砖性能的影响。试样的化学组成见表1,其中1#试样为参考样,6#试样为烧结铝镁铬砖。将配好的料在轮碾机中混练均匀,使用摩擦压砖机压制成型,成型好的坯体在200℃干燥,然后经1 500     

镁碳砖替代VOD钢包用的镁铬砖

由于六价铬的化合物污染环境,镁铬质耐火材料在全世界的应用受到限制。因此,研制了特种镁碳砖。在生产低碳的超低不锈钢时,这种镁碳砖能替代容量为４０ｔＶＯＤ钢包渣线部位用的镁铬砖,钢包的使用寿命得到提高而没有对钢的质量产生任何影响。     

莱钢钢包渣线用后镁碳砖的梯度利用技术

为了使钢包渣线用后镁碳砖物尽其用,研发了钢包用后渣线镁碳砖的梯度利用技术:对于残厚大、表观质量好的用后镁碳砖,经定尺切割加工后直接用于修砌异型坯连铸机中间包工作衬;对于残厚小、表观质量差的用后镁碳砖,加工成不同粒度和品级的再生颗粒料,根据使用要求选用不同的再生颗粒料研制出了再生镁铬碳质涂抹料、高档再生镁碳质涂抹料和低档再生镁碳质涂抹料。钢包用后渣线镁碳砖梯度利用技术在莱钢连铸中间包上应用后,解决了影响中间包寿命的关键技术难题,实现了中间包耐火材料的长寿化和低成本化。     

镁碳砖中高粘性玻璃添加物

高粘性玻璃添加物对镁碳砖的影响可通过其对用于钢包渣线处镁碳砖性能的影响来进行测定。玻璃添加物是用来与诸如Ａｌ和Ｓｉ这样的金属抗氧化剂相结合的。在渣试验中将报导玻璃添加物对高温抗折强度,高低温范围内碳的氧化及碳化砖的抗水化作用的影响。     

铝酸钙系冶金熔剂和CaF2对镁碳砖的侵蚀比较

为了降低精炼渣对钢包渣线镁碳砖的侵蚀,分别以20%(w)的冶金熔剂铝酸钙、铝镁酸钙和CaF2与80%(w)的初始钢渣配制成三种精炼渣,以镁碳砖为感应炉的坩埚,在坩埚内放入钢样,待钢样熔化并升温到1 600℃时,加精炼渣持续冶炼5 h(期间共更换渣8次),冷却后测镁碳砖渣线部位的侵蚀(渗透)深度并进行SEM分析。结果表明:以铝酸钙和铝镁酸钙为熔剂的精炼渣都比以CaF2为熔剂的精炼渣对镁碳砖的渗透浅、侵蚀小,而以铝镁酸钙冶金熔剂为精炼渣比以铝酸钙冶金熔剂为精炼渣对镁碳砖的渗透和侵蚀性都大大降低。这是由于铝镁酸钙中含有饱和的MgO,减缓了镁碳砖中MgO向CMA渣中的溶解,从而降低了渣对镁碳砖的侵蚀。     

不同MgO含量铝镁酸钙精炼剂对镁碳材料的动态蚀损

利用真空感应电炉模拟现场精炼工艺,研究了不同MgO含量预熔型铝镁酸钙精炼剂(CaO-MgO-Al2O3,CMA)对镁碳材料的动态蚀损过程。与传统萤石精炼相比,预熔型铝镁酸钙精炼剂对镁碳砖的蚀损明显减弱。铝镁酸钙精炼剂中MgO含量越高,镁碳砖中MgO向渣中扩散的驱动力越小;渣的黏度增大,渣向砖中的渗透深度以及砖中MgO向渣中的溶解速率降低。MgO在精炼渣中的理论饱和度为(6～8)%(质量分数,下同),但由于感应电炉内较强的搅拌作用,镁碳砖中氧化镁向渣中迁移或者扩散,冶炼终渣中MgO含量可达到20%左右。镁碳砖的侵蚀取决于精炼剂中MgO的含量和搅拌作用。     

添加Cr2O3对不烧铝镁砖性能的影响

钢包包衬渣线部位需要使用具有优异抗侵蚀性的材料,一般使用镁碳砖。象镁尖晶石砖、镁铬砖等无碳碱性耐火材料也偶尔应用在钢包上,以阻止钢水增碳。这些无碳碱性砖抗渣渗透性差,这导致其结构剥落;然而,它们的抗渣侵蚀性好。作为典型无碳砖的不烧铝尖晶石砖在使用过程中原位形     

镁碳质耐火材料用综合性结合剂的性能

为了生产MgO—C质耐火材料，在试验室和工业条件下试验了有利于环保的炭素结合材料——car-boresP型酚油结合剂。采用该结合剂结合的镁碳质耐火材料在40t钢包渣线上进行了工业试验。试验结果表明，此种砖具有良好的物理性能和化学性能，其使用寿命比以焦油结合的镁碳砖高18．4％。     

钢包渣线用镁碳砖损毁机理的分析

对钢包渣线用镁碳砖的损毁机理做了分析。利用光学显微镜、电子显微镜及X射线光谱分析方法对结渣层的特性及炉渣与耐火材料之间的反应进行了测定。此外，对砖体内的微观结构变化做了评估。查明了耐火材料受到侵蚀作用的机理，即：石墨的氧化、炉渣向基质及MgO颗粒周围空间内的渗透、形成镁富氏体、MgO颗粒增大，以及最终MgO颗粒溶解于炉渣中.     

高合金钢精炼条件下钢包镁碳砖的侵蚀

通过感应炉侵蚀试验和显微结构分析,研究了高合金钢精炼条件下钢包镁碳砖的侵蚀行为。结果表明:钢包镁碳砖侵蚀较快的主要原因是较高的精炼温度,较长的精炼时间和较低的渣黏度。高合金钢渣的黏度较低,使侵蚀速度加快;精炼温度高加剧了MgO与C的脱碳反应,并且,随着温度升高,渣黏度降低,侵蚀加快;同时,精炼时间长也增加侵蚀程度。     

酚醛树脂加入量对钢包渣线再生镁碳砖性能的影响

利用钢包渣线用后镁碳砖再生料制备了钢包渣线再生镁碳砖,在再生料加入质量分数为80%的基础上,研究了酚醛树脂5323加入量(质量分数分别为3.25%、3.5%、3.75%、4.0%、4.25%)对再生镁碳砖致密度、强度和抗氧化性的影响。结果表明:1)随着酚醛树脂加入量的增加,200℃热处理后再生镁碳砖的致密度、常温耐压强度、常温抗折强度及高温抗折强度均增大,抗氧化性增强;2)随着酚醛树脂加入量的增加,900℃埋炭处理后试样的致密度增大,但当酚醛树脂加入量(w)达到4%后其致密度变化不大;3)再生镁碳砖中酚醛树脂加入量(w)以3.5%～4%为宜。     

钢包渣线用后镁碳砖的回收再利用研究

对钢包渣线用后镁碳砖进行回收处理,用其制备了再生渣线镁碳砖,研究了回收料加入量(质量分数分别为60%、70%、80%)和混料量(分别为5、8 kg)对再生镁碳砖致密度、强度和抗氧化性的影响。结果表明:1)随着回收料加入量的增加及混料量的增大,再生镁碳砖的显气孔率增大,体积密度、常温耐压强度、高温抗折强度和抗氧化性减小;2)回收料加入量(质量分数)为60%时,再生镁碳砖的性能符合行业标准的要求;3)回收料中存在假颗粒,残碳量高,杂质多,是造成再生镁碳砖致密度、强度和抗氧化性差的原因;4)为了提高再生镁碳砖的质量,必须控制回收料的加入量,选择混练效果好的混碾设备,并注意回收料中残碳对再生镁碳砖性能的影响。     

再生镁碳砖的性能、使用和质量控制

对再生镁碳砖和宝钢钢包渣线用新镁碳砖的性能指标、断面结构和使用效果进行了对比和分析,对提高再生镁碳砖质量和质量稳定性的措施进行了概括。结果表明:1)通过对拆炉、分拣、除杂、除渣、堆放和均化等每一环节的科学、细致、严格的管理,可以生产出优质的再生镁碳质原料;2)使用优质再生料,采用合理的生产工艺,可以生产出性能指标和使用效果达到甚至超过新镁碳砖的再生镁碳砖;3)再生镁碳砖使用效果好的原因是其致密度高,抗氧化性好,组织结构合理。     

几种钢包用含碳耐火材料对IF钢增碳的比较

通过感应炉试验分析了钢包渣线用3种碳含量不同的镁碳砖(C的质量分数分别为8.3%、15.5%和17.9%),钢包底用蜡石-碳化硅砖(C的质量分数为3.71%)以及实验室开发的MgO-Al2O3-SiC质钢包渣线浇注料(C的质量分数为4.07%)对IF钢增碳的影响,并对其增碳的机理进行了初步分析讨论。试验结果表明:渣线镁碳砖的碳含量越高,对IF钢造成的增碳量越大;包底蜡石-碳化硅砖对IF钢水的增碳量达到渣线镁碳砖的7.73倍;MgO-Al2O3-SiC质浇注料也对IF钢产生明显的增碳效果,不宜用作冶炼超低碳钢的钢包渣线材料。     

添加铝和硅的MgO-C耐火材料在空气中的氧化

镁碳砖内碳的相氧化的预防对于提高镁碳砖的性能是极其重要的。在空气中,添加铝和硅的金属粉末对MgO-C砖氧化的影响,在1200～1500℃的温度范围内,通过按固定时间间隔记录质量损失进行了研究。超过1450℃添加铝或超过1550℃添加硅时,观察到氧化完全被阻止了。采用光学显微镜、电子数据分析装置和X射线衍射检验了表面层。在热力学上,该机理是以铝或硅的气化以及它们在砖表面的氧化为基础进行的,结果产生了一个MgO·Al_2O_3或2MgO·SiO_2的连续层,因此抑制了碳的氧化。     

《国外耐火材料》1994年第8期要目预告

最近钢铁生产用耐火材料的发展(下) 镁——现代工业社会和自然界不可缺少的组成部分 高炉碳砖受铁水侵蚀的研究 拉赫钢厂整体钢包内衬的使用经验 钢包MgO-C耐火材料中的致密层向Al_2O_3-C质滑板砖中添加Mg-B系原料的效果 由天然原料生产的硅酸镁颗粒 含苦闪橄榄岩耐火材料在盛钢桶中的试用 浇注料的自由水和导电性     

150t LF-VD炉渣线用优质镁碳砖的研制

针对宝钢 15 0tLF -VD炉的操作条件 ,对渣线用镁碳砖进行了研究。结果表明 :1)砖的体积密度和 175 0℃ ,3h埋炭处理后的强度随镁砂细粉含量的增加而降低 ;2 )在 1～ 5mm的临界尺寸范围内 ,4mm的临界粒度最有利于提高镁碳砖的抗侵蚀性 ;3)硅粉和CaZrO3的加入都不利于镁碳砖的抗侵蚀性 ,且随着CaZrO3含量增加 ,抗侵蚀性变差 ;4 )添加特殊抗氧化剂的镁碳砖的抗氧化性和抗侵蚀性显著提高。研制的成本较低、性能非常优良的镁碳砖应用于宝钢 15 0tLF -VD炉渣线 ,与以前镁碳砖相比 ,抗侵蚀性提高 2 0 %以上 ,使用寿命达 4 6炉次 ,显著优于进口产品。