大石橋國弘耐火材料有限公司

福建白雲石質(zhì)耐火材料助力潔淨鋼發展(zhǎn)

發(fā)表時間(jiān):2022-06-29 訪問量:56663

徐平坤

以(yǐ)前,從煉鋼工藝的角度研究提高鋼的純淨度,沒有考慮與鋼水直接接觸的(de)耐火(huǒ)材料對鋼水的淨化作用,總(zǒng)是認為耐火材料或多或少地會對鋼水產生汙染。可是通過對白(bái)雲石質(鎂鈣質)耐火材料的理論研究和實(shí)際(jì)試驗,得出鎂(měi)鈣質材料(liào)不但不汙染鋼水,反而能淨(jìng)化鋼水,並(bìng)且也不汙染環境,在AOD、VOD、精(jīng)煉鋼包等爐外精煉裝置中應用日益增加。

白雲石與鎂鈣質耐火材(cái)料的特征(zhēng)

白雲石(shí)(CaCO3·MgCO3)是天然礦物原料,煆燒(shāo)後的(de)理論組(zǔ)成為w(CaO)58.18%,w(MgO)41.82%,比值為1.93。鎂鈣質耐火材料主要包括白雲石質耐火材料、鎂白雲石(shí)質耐火材料、鎂鈣質耐火材料。

其中,白雲石質耐火材料(liào)是指全部用煆燒或電熔的白雲石做原料的定型(xíng)或不定形耐火材料;鎂白雲石和鎂鈣質耐火材料是用鎂石與白雲石合成(chéng)的耐火(huǒ)材料。MgO、CaO含量的變化影(yǐng)響鎂鈣質製品的高溫使用性能,MgO含量越(yuè)高,抗FeO、Fe2O3、Al2O3熔渣和抗水化能力越強;CaO含量越高,抗高SiO2熔渣的能力越強,高溫蠕變越大,抗剝落性能和脫硫、脫磷的效果越好,但抗水(shuǐ)化和抗FeO、Fe2O3、Al2O3侵(qīn)蝕的性能(néng)越差。因此,應該根據爐外精煉等熱工(gōng)設備的不同(tóng)部位使(shǐ)用條件,合理選擇鎂鈣質耐火材料中的w(CaO)/w(MgO)。

白雲石質耐火材料對(duì)淨化鋼水作用的影響

潔淨鋼、特殊鋼等對鋼中的雜質O、S、P、C、H、N等元素(sù)及SiO2、Al2O3等夾(jiá)雜(zá)物的含量(liàng)要求嚴格,需要爐外精煉除去鋼中雜質及夾(jiá)雜物以及脫氣(qì)、調整化學成分和(hé)均勻化(huà)等。鎂鈣質耐火材料中的遊離CaO,易與鋼水(shuǐ)中的S、P等雜質反應,使(shǐ)其轉(zhuǎn)移到爐渣中,具有除去雜(zá)質、淨化鋼水的(de)功能(néng)。由於CaO的氧勢很低,鎂鈣質耐火材料也適合用於冶(yě)煉低氧鋼,是爐外精煉冶煉潔淨鋼、純淨鋼、特殊鋼等(děng)設備的耐火材料。近年來,為了淨化鋼(gāng)水、延長爐(lú)襯壽命、降(jiàng)低耐火(huǒ)材(cái)料消耗,研究(jiū)人員對白雲石質耐火材料進行(háng)了許(xǔ)多試驗研究,取得了很好的結果。

MgO在(zài)真空條件下(xià)容易揮發,而CaO對MgO的揮發性是(shì)有影響的,含有10%~20%CaO(摩爾分數)就可使(shǐ)MgO相對揮發性大大降(jiàng)低。因此,MgO質(zhì)材料中加入一定量的CaO製成MgO—CaO質(zhì)耐火材料(liào),在高溫真(zhēn)空條件下使用比純(chún)MgO質耐火(huǒ)材料更合適。

鋼水中的脫(tuō)S反應中,要使鋼水S含量低,熔渣必須是CaO含量高的高堿度渣,並且鋼水中溶解的O含量盡(jìn)可能要低。要使O含量低,就要選擇氧勢盡可(kě)能低的耐火材料,Mg與Ca在高溫下以氣態存在,在鋼水中(zhōng)的溶解度很小,而(ér)CaO的氧勢也很小,因此,精煉設備應該選用鎂鈣質耐火材料。溫度升高不利於脫P,但鋼(gāng)包(bāo)中采用CaO含量高即堿度高的熔渣有利脫P,因此(cǐ),用CaO含(hán)量(liàng)高的鎂鈣質耐火材(cái)料同(tóng)樣也有利脫P。

鎂鈣質耐(nài)火材料的熱(rè)震穩定性高、抗渣滲透性好,特(tè)別是熔(róng)渣中SiO2滲入(rù)會與(yǔ)MgO-CaO耐火材(cái)料中的CaO反應生成高熔點化合物C2S或C3S,形成保護層,從而抑(yì)製(zhì)熔渣的滲透(tòu)。

關於H含量的問題,采用真空精煉(liàn),其H主要來自熔渣或(huò)精煉設備內襯耐(nài)火材料的水分及有機添加物。熱力學分析認為:要在1200℃下(xià)長(zhǎng)期烘烤(kǎo),充分排(pái)除其中的(de)水分,就不存在鋼水中氫(H)含量增高問題。

鎂鈣質耐火材料對鋼水性能的影響

耐火(huǒ)材料對鋼中氧含量的影響:王龍光等人認為MgO—CaO耐火材料中的CaO熱力學穩定性高(gāo),具有很低的氧平衡(héng)分壓,在鋼水中的溶解(jiě)度很小,被認為是防止鋼水增氧的有效材(cái)料。

耐火材料對鋼中S的影響:田琳等人試驗研究(jiū)鎂鈣磚與鋼水中S的反應,檢驗鎂鈣質耐火材料的脫S效果。結(jié)果表明(míng):在1600℃下,反應45min時,脫S效(xiào)果更(gèng)好(hǎo),脫S率達70.12%;超過45min,脫S率降(jiàng)低,出現“回S”現象(xiàng)。為了(le)使鋼包獲得有效的脫S效果,使用白雲石(shí)質鋼包內襯是很必要的(de),這樣一方麵可以(yǐ)盡可能降低鋼包內襯的再氧化能力,另一方麵(miàn)可以避免強還原條件下鋼包渣導致耐火材料的過度消(xiāo)耗。

耐火材料(liào)對鋼中P含量的影響:匡加才研(yán)究MgO—CaO質澆注料對鋼中P含量(liàng)的影響。實驗結果(guǒ)表明:當澆(jiāo)注料中w(CaO)為25%時,鋼中P含量大幅度降低(dī),由原始的0.1%降低到0.01%,進一步提高(gāo)CaO含(hán)量,鋼(gāng)中P含量僅有小幅(fú)度(dù)降低。

耐火材料對鋼水(shuǐ)碳(tàn)含量的影響:實驗表明,使用含C耐(nài)火材料,鋼水顯著增C,當同一(yī)製品第二次使用時,鋼水僅發生輕(qīng)微增C。

耐火材料對鋼(gāng)中H(氫)含量的影響:耐火材料中的水分以及其中的有機粘結劑會對鋼水中的H含量產生顯(xiǎn)著影響。連鑄過程(chéng)中,鋼包和中間包係統中使用(yòng)保護套管保護主流時(shí),有機粘結劑導(dǎo)致吸H。對鋼包(bāo)、中間包烘烤(kǎo),能有效地降低鋼水的吸H量。

耐火材料對鋼中N(氮)含量(liàng)的影響:傳統耐火材料N含量很低,近年來氮化(huà)物在耐火材料中應用受到關注,如Sialon分解對(duì)鋼水造成增N。更大的(de)增N量在鋼包與中間包之間,保護套管非常(cháng)重要,連鑄的增N點就是長水口保護,此處增N可達(15~30)×10-6。

耐火材料對鋼水中夾雜物的影響:田琳等人(rén)研究了鎂鈣、鎂鋁、鎂鉻耐火材料對管線(xiàn)鋼鋼水潔淨化的影響,實驗表明:在反應30min的(de)情(qíng)況下,隻(zhī)有鎂鈣質(zhì)耐(nài)火材(cái)料能去(qù)除鋼水中的夾雜物,其餘的堿性耐(nài)火材料均使鋼(gāng)水夾雜物數量增加。Al2O3、SiO2等(děng)夾雜物可與鎂鈣耐火材料中的CaO反應(yīng),如(rú)CaO與Al2O3反應(yīng)生成Ca12Al4O3的(de)複合化合物,熔點(diǎn)約為1400℃左右,可有(yǒu)效(xiào)地去除鋼中(zhōng)Al2O3夾雜物。CaO與SiO2反應生成C2S(矽(guī)酸二鈣)和C3S(矽酸三鈣)高熔點化合物被吸(xī)附鎂鈣質耐火材料表麵,形成保護層,或(huò)者從鎂鈣質耐火材料表(biǎo)麵上剝落下來上浮至保護渣層中;在鎂鈣質耐火材料中的活性CaO含量越高,吸附鋼水中夾雜物的能力越強(qiáng)。

鎂鈣質耐火材料的抗侵蝕性能:梁義兵等人采用靜態坩堝法研究3種不鏽(xiù)鋼冶(yě)煉用鎂鈣磚的抗渣性。試驗結果得出,CaO含量高的白雲石磚抗高堿度的AOD渣侵蝕和滲透能力比較強。燒成白雲石磚基質部分致密程度高,較不燒(shāo)白雲石磚具有更好的抗高堿度渣侵蝕性(xìng)。堿(jiǎn)度較低的VOD爐渣(zhā)對三種磚的侵蝕(shí)和滲透比高堿度渣嚴重得多。相對而言(yán),燒(shāo)成的鎂鈣(gài)磚抵(dǐ)抗低堿度渣侵蝕性明顯好(hǎo)於不燒鎂鈣磚,CaO含量高的燒成鎂鈣磚抵(dǐ)抗低堿度渣侵蝕能力好(hǎo)於CaO含量低的鎂鈣磚。鎂鈣質材料具有良好的抵抗高堿度熔渣的侵蝕和滲透能力,這是因為(wéi)渣(zhā)與鎂鈣材料作用析出C3S,使材料表層致密化而有效抑(yì)製熔渣的(de)滲透。低堿度熔渣具(jù)有較強的侵蝕和滲透能力,主要是熔渣對基質的強溶蝕並(bìng)滲透作用。

福建鎂磚之鎂鈣碳磚(zhuān)的性能及(jí)抗侵蝕的研究

鎂鈣碳磚主要性(xìng)能:MgO—CaO—C磚較燒成鎂鈣磚種類複雜。除具備鎂鈣(gài)磚的特性外,鎂鈣碳磚比鎂碳磚具有(yǒu)更好的真(zhēn)空穩(wěn)定性(xìng)、抗熱震性。鎂鈣碳磚的(de)性(xìng)能同時(shí)取決於CaO及C的含量。CaO含量越高,抗剝落性能(néng)越(yuè)好,淨化鋼水的(de)效果也越好;C含量越高,抗渣侵(qīn)蝕和抗剝落性能越強。

鎂鈣碳磚的(de)抗侵蝕研究:崔淑賢等人(rén)采用煉鋼(gāng)轉爐的初(chū)期渣、中期渣和(hé)終期渣(zhā)分別(bié)對鎂(měi)鈣碳磚及鎂碳磚的侵(qīn)蝕進行(háng)實驗(yàn)。實驗結果表明:初期(qī)渣MgO—C磚蝕損率比MgO—CaO—C磚高7.3%,是因為MgO—C磚產生結(jié)構剝落,蝕損最嚴重;MgO—CaO—C磚的侵蝕較輕(qīng),是因為在磚的界麵上產生了C2S保(bǎo)護層;可是中期渣和終期渣,MgO—CaO—C磚的蝕損率反而分別比MgO—C磚高0.4%和1.2%,因為其在(zài)高溫中及被渣中∑FeO溶解,所以比MgO—C磚侵蝕嚴重(chóng)。

孫惠章等(děng)人研究結果表明鎂白雲石碳磚高溫抗氧化性和熱震穩定性好,抗酸性熔渣(zhā)能力強;而且磚中的CaO有利於鋼水(shuǐ)的脫O、脫S、脫P等,適合冶煉鋼(gāng)的電爐爐襯。

白雲石質耐火材料(liào)對潔淨鋼的影(yǐng)響(xiǎng)

潔淨鋼係指鋼中有害成分(S、P、O、H、N)含量非常少,非(fēi)金屬夾雜物(wù)不僅數量少,而且尺寸很小和形態得到控製,合金(jīn)元素成分精準並且分布均勻,使鋼材具有(yǒu)高性能、高品質。在鋼水從冶煉(liàn)到精煉的整個過程中,耐火(huǒ)材料始(shǐ)終與鋼水接觸,一般耐火(huǒ)材料對鋼水或多或少總(zǒng)有些汙染,唯有白雲石質即(jí)鎂鈣質耐火(huǒ)材料能淨化鋼水,除去鋼中的非金屬夾雜(zá)物,而且不汙染環(huán)境。


image.png


相關標簽(qiān):

移動端(duān)網站

人人干人人草丨天天日天天干天天射丨7799日夜夜精品综合网丨嫩草久久99www亚洲红桃丨永久精品大片免费wwwA丨三叶草欧码成人毛片丨7799,精品视频天天看日日夜夜丨97天堂nba永久免费入口