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铝-镁质浇注料在钢包应用中的问题讨论

作者:小编 分类:新闻资讯 时间:2021-01-27 浏览:

铝-镁质耐火浇注料是以氧化铝和氧化镁为主要成分的耐火浇注料的总称。广义上称作氧化铝-氧化镁质耐火烧注料,一般简称作铝-镁质浇注料。

a关于铝-镁质浇注料在钢包应用范围的问题 

铝镁质浇注料在中小容量钢包整体内衬上使用,已完全取得成功。在大容量钢包上,由于钢质量要求和炼钢过程不同,钢包熔渣的组成和碱度也不一样。不同类别的钢包应选用不同的耐火内衬。大容量钢包选用纯铝-镁质浇注料内衬时,应根据不同类别的钢包或同一钢包的不同部位的使用条件,选择与之适应的纯铝-镁质浇注料的种类。

对于大容量连铸钢包而言,采用纯铝-镁质浇注料整体内衬时,在技术上应认为是成熟的。不过要特别注意在渣线部位选用抗侵蚀性、抗渣渗透性和永久线变化率均能满足要求的纯A I 203-MgO质浇注料对于主要精炼洁净钢的精炼钢包而言,由于使用条件更加苛刻,只能在低蚀区的熔池(包壁和包底)采用纯铝-镁质浇注料。有文献[53]报道将纯Al2O 3-MgO质浇注料与MgO-C砖在中等碱性渣(Ca 035%, MgO 5%, SiO 210%, AI2O 315%, Fe2O 325%, Mn010%,CaO/SiO 2=3.5,(C+M) /(S+A) =1.6) 中进行渣蚀试验,结果表明由于原位形成SP, 该浇注料的抗侵蚀性相当于MgO-C砖水平。据此可以认为纯AI2O 3-MgO质浇注料可以用于低碱性渣甚至中等碱性渣钢包的渣线部位。可是,这种浇注料接触到高碱性渣(CaO 63%, Mg01%, SiO212%, AI2O310%, Fe2O 314%, CaO/SiO 2=5.3, (C+M) /(S+A) =2.9) 时, 抗渣性能却难以达到MgO-C砖的水平, 因为SP遇到高CaO含量熔渣时, 会按CaO+SP→MgO+L反应生成MgO和液相,SP被CaO熔渣熔蚀, 耐火性能下降。因此, 目前纯铝-镁质浇注料仅用于精炼钢包的低蚀区(熔池)

b精炼钢包渣线用浇注料的开发应用 

多年以来砖砌钢包实践证明,虽然使用寿命和使用安全等方面是完全可靠的,但砌筑操作的笨重体力劳动始终未被减轻钢包整体内衬的成功推广应用,使人们看到包衬机械化施工的前景。整体包衬普及率的提高是大趋势。目前,仅剩下精炼钢包渣线部位的整体内衬尚未完全成功和推广。国内外,对于精炼钢包渣线部位的碱性浇注料(例如纯镁-铝质浇注料、镁-硅质浇注料等) 正在作大量的研发工作, 但都未达到MgO-C砖的使用水平。钢包渣线用MgO-C质浇注料的研发, 由于流动性和C的抗氧化性等没有完美解决, 其使用效果还达不到MgO-C砖的水平不过, 精炼钢包的全整体内衬,是钢包内衬机械化施工的方向,相信这一目标会完全实现。

c纯铝-镁质浇注料类型的选择 

钢包用纯铝-镁质浇注料类型中纯AI2O 3-SP质浇注料和纯A I 203-MgO质浇注料的选择, 应从各类型特点、研发历史和使用效果等方面考虑。首先, 一定要了解纯AI2O3-SP质浇注料和纯AI2O3-MgO质浇注料各自的优缺点, 以便在不同钢包和同一钢包不同部位合理选用。当然, 为保持纯AI2O3-SP质浇注料和纯AI203-MgO质浇注料的优点和克服各自的缺点, 根据基质搭配原则,基质组成选用Al2O3-SP-MgO系统和SP/MgO比值合适时,可获得同时具有两类型浇注料优点并克服各自缺点、综合性能较好的纯AI2O3-SP-MgO质浇注料, 它在钢包低蚀区会获得较好的使用结果。其次,按开发应用先后看,纯AI2O3-SP质浇注料先于纯AI2O3-Mg0质浇注料,表明后者的优点多于前者,而且后者的适用性更广泛。从纯  AI2O3 -MgO质浇注料的适用性看, 不同组成和特点的纯AI2O 3-MgO质浇注料可用于精炼钢包低蚀区的任何部位(熔池包壁、包底和冲击区) 。尤其是用量很大的包壁采用纯AI2O3-MgO质浇注料时,使用过程中MgO与AI2O3反应生成的原位SP伴有可控制和调节的体积膨胀, 对减少或限制熔渣渗透有益。更何况用于包壁的纯AI2O3-Mg0质浇注料,由于环形浇注体的辐射状膨胀特点和受圆形钢壳的限制,环形浇注体不会发生所谓的“自由膨胀”。第三,钢包纯铝-镁质浇注料的蚀损机理研究指出,浇注体工作衬与熔渣反应后形成一个保护层带,渣中大部分氧化铁和氧化锰嵌入晶格结构形成尖晶石。熔渣中氧化铁词AI2O 3反应生成FeOAI2O 3所引起的膨胀不大; 猹中CaO同Al2O 3反应生成CA 6产生较大的膨胀, 但却被熔渣中CaO和SiO2同AI2O3反应生成钙铝黄长石和(或) 钙长石(取决于渣中SiO2含量) 等熔点温度低于1600℃(钢包操作温度) 的矿物反应均衡了。纯铝-镁质浇注料钢包工作衬同熔渣反应生成高熔点和低熔点矿物的这种结合,为钢包工作衬提供了一个热面保护层带,使工作衬的进一步蚀损减至最少。最终表现为不同熔渣组成对纯铝-镁质浇注料的两种类型钢包工作衬使用寿命的影响差别并不十分明显。这样,制作工艺相对简单和成木较低的纯AI2O 3-MgO质浇注料(尤其是凝聚结合的) 更具推广价值。

d关于大容量钢包整体内衬和“套浇”的推广                                        

我国中小容量钢包和部分大容量钢包整体内衬成功应用后,义采用了“套浇”技术:整体内衬局部蚀损到一定厚度,冷却并经人工或机械清除残渣和工作衬渗透层,安装模具补浇新的整体衬,经烘烤加热后再投人使用。还可以多次“套浇”,避免了残衬的废弃,显著降低了耐材的单耗整体衬和套浇共同采用,才能表现出钢包浇注料的优越性来。国外大容量钢包多数采用整体衬和套浇我国大容量钢包采用整体衬和套浇的较少,可创造条件推广这些技术。

大容量钢包整体内衬必须在技术上和施工方面保证不发生高温钢水渗漏事故。为此在多方面采取安全措施。例如,以往紧靠包壳(或隔热层)的永久衬,现在称为安全衬,定义为“炉壳与工作衬间的防渗漏耐火砖砌体或耐火整体衬。当工作衬被高温熔体和熔渣侵蚀变薄时,安全衬应能抵挡渗透和侵蚀”。以往砖砌钢包采用高铝质浇注料安全衬后,不仅寿命延长(可以经过数个包役不换安全衬),而且杜绝了漏钢事故,表明无砌缝的整体安全衬也是安全可靠的,进而改用无砌缝的普通铝-镁质浇注料整体安全衬和纯铝-镁质浇注料整体工作衬,也不应发生漏钢事故。纯铝-镁质浇注料研发技术和应用技术早已被证实非常成熟,早已被证实安全上是可靠的。现阶段未在大容量钢包上全面推广 纯铝-镁质浇注料整体内衬的原因可能有:

(1)砖砌钢包用耐火砖在耐火材料制造厂经过质量检查合格后,运往钢厂又经过筑炉工人目视挑选出外观废品,多年习惯认为砖的质最是可靠的。砌筑质量按规范检查可以看得见是否合格。而浇注质量的检音,无论代表性或及时性都不容易全面适时地反映浇注体的施工质量。

(2)钢包整体内衬的浇注施工由谁来完成。钢包砖砌工程由专门的筑(修)炉队伍完成。多年来,钢厂和炉窑公司建立了专业筑(修)炉队伍,近年来一些耐火材料厂也组织起来专业筑炉队伍。有了专业筑炉队伍,保证了钢包砖衬的砌筑质量。钢包整体内衬的浇注施工,是技术要求高、确保施工质量和必须有操作熟练的专门队伍来完成的工程。钢包整体内衬的浇注施工,从试验到推广(特别是试验阶段)应由浇注料的制造单位负责完成。只有这样,浇注料的制造单位通过现场浇注施工和对钢包的使用状况的研究,才能了解浇注料制造、施工和使用中的问题,不断改进浇注料的性能、作业性能和使用效果。当然,在钢包整体衬试验成功后,可转交给专业筑(修)炉单位的队伍承担钢包整体内衬的施工,但必须经过严格培训,确实能承担并按施工标准高质量和熟练地完成这个任务。

(3)浇注施工场地在钢厂占有一定的平面存放浇注机具和浇注料。特别是试验阶段,浇注场地与砖砌钢包在同一相互干扰的平面,当这一场地面积本来就不够时,试验困难不小。

(4)钢包整体内衬的养护、烘干和加热的时间,比砖砌钢包长得多。

具备钢包整体内衬施工条件的钢厂,应积极试验和推广,并不断延长使用寿命。近期不具备整体内衬施工条件的钢厂,采用浇注料预制件也不失为一种很好的过渡方案,实际上预制件是在耐火材料厂精心制造(经质检合格)的耐火制品,只是不采用压砖机和烧成设备(但养护和烘干在制造厂完成)钢厂可把预制件当作不烧砖,砌筑工程和烘干加热基本上与砖砌钢包相同,只要耐火材料单耗和费用不增加,而且延长了使用寿命,这是对耐火材料厂和钢厂都有好处的方案钢包预制件的形状尺寸,可保持与原有耐火砖相同,也可稍大些如果有条件实现钢包内衬的吊装机械化,可采用大尺寸预制块,这些预制硪(块的单重应超过100kg(人工搬不起来),在耐火材料厂完成浇注、养护、干燥和预砌筑和编号。这些预砌筑并编号的预制砌块的运输、装卸和砌筑都实现了机械化。如果钢厂吊车紧张,可采用小型吊装设备,这是容易办到的。

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