我國電爐壁用耐火材料始于20世紀(jì)80年代,此后我國電爐煉煉鋼取得了迅速發(fā)展,已由普通功率電爐向超高功率電爐發(fā)展,電爐煉鋼技術(shù)進(jìn)步都與耐火材料技術(shù)的同步發(fā)展密切相關(guān),促進(jìn)了電爐爐齡穩(wěn)步提高,耐火材料單耗逐步降低。我國大型電爐使用壽命一般為100一200爐,最高達(dá)300爐以上。中型電爐使用壽命一般為50~l00爐,最高200多爐。普通功率電爐采用了兩種爐襯,一種是在燒結(jié)鎂砂和電熔鎂砂中加入低、中溫結(jié)合劑的搗打料整體爐襯,使用壽命為50多爐;另一種是焦油結(jié)合鎂磚和不同標(biāo)準(zhǔn)鎂碳磚砌筑的爐襯,使用壽命可達(dá)100~15 0爐。堿性含碳制品是爐壁內(nèi)襯的主要材料,鎂碳磚用于電爐起了重要作用。在氧化物耐火材料中,加入一定量的石墨或沉積少量的碳,可以有效地改善耐火制品的抗渣性和高溫?zé)釞C械性能,鎂碳磚從結(jié)構(gòu)上屬新一代耐火制品。
燒結(jié)氧化物的缺點。一般認(rèn)為臨縫耐,k氧化物制品的熱機械損毀主要是微裂紋引起的,而微裂紋的產(chǎn)生和生長取決于制品的強度、彈性模量、熱導(dǎo)率、線膨脹系數(shù)等物理量Q對干燒結(jié)制品來說,高溫強度越高,抑制裂紋產(chǎn)生的因素卻越小,已存在的微裂紋易于增長,斷裂韌性差,高溫下易剝落損毀。高溫?zé)赡突鹬破啡鐭V磚,燒成鎂鉻磚存在的關(guān)鍵性弱點就是抗熱震性較差,并易于吸收爐渣的缺陷。
天津鋼管公司煉鋼廠引進(jìn)德國150t超高功率電爐,在投產(chǎn)初期除了永久層和鎂質(zhì)火泥為國內(nèi)供應(yīng)外,全部采用奧地利Radex公司提供的耐火材料。電爐渣線、熱點區(qū)及偏心區(qū)工作層采用牌號—為RADEX-PM102瀝青結(jié)合鎂磚和RADEX-PMK9412瀝青結(jié)合鎂碳磚。爐襯工作層壽命平均為246爐,最高壽命305爐。日前選用遼鎂公司國產(chǎn)優(yōu)質(zhì)鎂碳磚取代進(jìn)口,平均壽命220爐,爐襯工作層單耗為1。63kg/t,達(dá)到了引進(jìn)產(chǎn)品水平和設(shè)計要求。撫鋼結(jié)合國情,在電爐爐壁上部,包括渣線和熱點部位,均采用樹脂結(jié)合高強度抗氧化鎂碳磚:原料電熔鎂砂Mg0 98%,CaO/Si02 >2,鱗片石墨含量95%-98%,并添加防氧化添加劑。撫鋼MgO-C磚含C量15%-17 Y6,顯氣孔率<3%,常溫耐壓強度30一40MPa。該產(chǎn)品在煉鋼實踐中超過進(jìn)口瀝青結(jié)合鎂碳磚的水平,國產(chǎn)磚最高壽命337爐,進(jìn)口磚壽命230爐。舞陽鋼鐵公司90t偏心底出鋼UHP電爐,若在3個熱點部位用瀝青結(jié)合鎂碳磚,其鎂砂純度為98%;熱點以外區(qū)域用焦油結(jié)合鎂磚,Alpine含鐵鎂砂,Mg0為94%,在爐門附近用鎂碳磚和含高鐵鎂砂制造的燒成鎂磚砌筑。目前,90t偏心底出鋼UHP電爐,渣線熱點部位全部采用國產(chǎn)優(yōu)質(zhì)鎂碳磚,對引進(jìn)90t、70t UHP電爐國產(chǎn)鎂碳磚與進(jìn)口鎂碳磚進(jìn)行顯微結(jié)構(gòu)分析,該結(jié)果表明,樹脂結(jié)合鎂碳磚如果表面沒有致密層形成時,鎂碳磚的侵蝕過程是渣沿氧化鎂的晶界滲入并使氧化鎂顆粒分離,在熔渣作用下向渣中漂移。這時氧化鎂的晶界大小和結(jié)構(gòu)將是影響其使用壽命的主要因素。而晶界的寬窄與磚中Fe2。E和Si02等含量有關(guān),氧化鎂中對晶界寬度起主要作用的是Fe2 03 + Si02含量,如進(jìn)口磚Fe203 +Si02=0.84%, 國產(chǎn)磚Fe2 03十Si02 =1. 38%,其含量遠(yuǎn)高于進(jìn)口磚,所以受侵蝕的程度比較嚴(yán)重。當(dāng)有致密層形成時,由于致密層能有效地阻止渣的侵入,因此氧化鎂成分對侵蝕過程的影響就比較小,關(guān)鍵受與致密層形成有關(guān)的一些因素控制,如添加劑的種類、加入量以及渣的成分等因素的控制有關(guān)。所以,一方面要力爭制造出大結(jié)晶高純電熔氧化鎂,盡量減少氧化鎂中會形成較大晶界的雜質(zhì);另一方面要研究致密層的形成機理和作用,尋求在不提高電熔鎂砂純度和結(jié)晶尺寸的同時,提高鎂碳磚的性能。
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