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燃盡物法:添加鋸末、煤粉、聚苯乙烯球等有機物賦孔材料,從而得到開(kāi)口氣孔較多且性能優(yōu)良的輕質(zhì)隔熱制品。T.D.Senguttuvan等利用聚氨酯海綿為模板通過(guò)泥漿浸漬后制得多孔輕質(zhì)隔熱材料,解決了材料強度和開(kāi)裂等問(wèn)題。鎂碳磚出鋼口批發(fā)采用機械壓制成型工藝添加可燃物為造孔劑制備的輕質(zhì)磚優(yōu)點(diǎn)是工藝簡(jiǎn)單,合理的加入量可以得到氣孔率高,優(yōu)質(zhì)鎂碳磚出鋼口體積密度小的隔熱耐火材料,缺點(diǎn)是加入量過(guò)大時(shí),干燥過(guò)程中有裂紋,燒成過(guò)程中也會(huì )造成過(guò)大的收縮,制品尺寸不易控制。李遠兵,陳若愚公開(kāi)發(fā)明了一種基于焦寶石的莫來(lái)石輕質(zhì)隔熱磚及其制備方法,采用機壓成型制備出強度高、體積密度小、線(xiàn)變化率小、熱導率低的粘土質(zhì)輕質(zhì)磚。韓杰才等人利用浸漬-冷凍鑄造法,通過(guò)聚合物有機模板制得多孔輕質(zhì)隔熱材料。
高爐用耐火材料:高爐陶瓷杯的發(fā)展越來(lái)越普遍,但需要抗侵蝕性耐火材料的應用保證其使用壽命的延長(cháng),除了設計方面的變化,耐火材料的材質(zhì)反面也發(fā)生很大變化,如微孔炭磚代替過(guò)去的普通炭塊以降低鐵水的滲透,優(yōu)質(zhì)鎂碳磚出鋼口用過(guò)的黏土磚作原料更能適應出鐵口的炮泥的使用要求,采用灌漿法付對高爐備襯進(jìn)行修補可用有效地阻止備襯熱氣流的沖刷,從而延長(cháng)高爐爐襯的壽命。鎂碳磚出鋼口批發(fā)轉爐用耐火材料:在轉爐煉鋼方面一種水冷技術(shù)和懸掛系統分別在轉爐爐殼的上部錐體部位和下部桶體不問(wèn)得到應用,從而減小轉爐爐體變形,延長(cháng)轉爐爐襯壽命,提高轉爐生產(chǎn)率,這些新技術(shù)的應用已對耐火材料的使用產(chǎn)生一定的影響,使得轉爐爐齡提高到平均4000爐以上,加之噴補,高石灰和白云石的應用以及濺渣護爐技術(shù)的應用,爐齡超過(guò)一萬(wàn)次是不成問(wèn)題的,這是值得耐火材料生產(chǎn)重視的發(fā)展方向。
1、鎂砂 國外最初生產(chǎn)鎂碳磚時(shí)采用的是高純燒結鎂砂,隨著(zhù)對鎂碳磚使用過(guò)程的深入研究發(fā)現,高溫下有如下反應: MgO+C→Mg↑+CO↑ 。這個(gè)反應一般在1650℃開(kāi)始,到l750℃時(shí)反應加劇,這是鎂碳磚使用過(guò)程中損耗的重要原因之一,也是鎂碳磚在1700℃以上使用損耗明顯加劇的原因。鎂碳磚出鋼口批發(fā)鎂砂中的雜質(zhì)SiO2,Fe2O3 等對上述反應有促進(jìn)作用,因此,希望鎂砂有較高的純度電熔鎂砂相對燒結鎂砂來(lái)說(shuō),結晶結構更完整,對碳的還原作用也更穩定,特別是大結晶電熔鎂砂這些特征表現得更為突出,所以鎂碳磚的生產(chǎn)開(kāi)始轉向使用電熔鎂砂。考慮到碳的結合狀態(tài)和結合劑的浸潤性,優(yōu)質(zhì)鎂碳磚出鋼口也可以電熔鎂砂燒結鎂砂混合使用。我國的鎂碳磚基本上是使用電熔鎂砂鎂碳磚的使用結果表明,用MgO含量高、方鎂石相結晶顆粒大、鈣硅比大于2的鎂砂,生產(chǎn)鎂碳磚效果好。
(1) 爐渣對鎂碳磚的侵蝕在鋼包中,由于渣線(xiàn)部位復雜的物理化學(xué)環(huán)境,導致該部位爐襯最易損毀。爐渣對鎂碳磚的化學(xué)侵蝕主要通過(guò)對氧化鎂的溶解,以及對鎂碳磚基體中碳的氧化,并在以下因素的共同作用下,導致鎂碳磚的損毀1、堿度的影響:爐渣的堿度越低,對鎂碳磚的侵蝕越有利,若爐渣堿度升高,使渣中SiO2的活度降低,可以降低對碳的氧化,同時(shí)隨著(zhù)堿度的升高,爐渣中的FeO的活度下降,相對減緩了熔渣對鎂碳磚的侵蝕行為;2、MgO的影響:Osbom等在對LF爐渣線(xiàn)部位進(jìn)行成分分析時(shí)發(fā)現,掛渣層中MgO的含量高達30%,并認為爐渣中MgO的含量越高,鎂碳磚侵蝕越慢,堿度越高,鎂碳磚出鋼口批發(fā)同樣使爐渣對鎂碳磚的侵蝕減緩3、Al2O3的影響:爐渣中的Al2O3會(huì )降低爐渣的熔點(diǎn)和粘度,優(yōu)質(zhì)鎂碳磚出鋼口增大爐渣與耐火材料的潤濕性,使爐渣更容易從鎂砂晶界處滲透,使方鎂石脫離鎂碳磚基體4、FeO的影響:首先渣中FeO在高溫下很容易與鎂碳磚中石墨發(fā)生氧化反應,并且產(chǎn)生亮白色鐵珠,形成脫碳層如圖1所示,其次鎂碳磚中的方鎂石亦會(huì )同爐渣中的FeO反應生成低熔點(diǎn)產(chǎn)物。
(3) 按材料的存在狀態(tài)分類(lèi)粉粒狀輕質(zhì)隔熱耐火材料:優(yōu)質(zhì)鎂碳磚出鋼口如膨脹珍珠巖、硅藻土和氧化鋁空心球等;固定形態(tài)輕質(zhì)隔熱耐火材料:如輕質(zhì)耐火混凝土和輕質(zhì)澆注料等;纖維狀輕質(zhì)隔熱耐火材料:如各種纖維棉,及其制品;混合型輕質(zhì)隔熱耐火材料:如隔熱板,保溫涂料。(4) 按顯微結構分類(lèi)鎂碳磚出鋼口批發(fā)氣相連接型輕質(zhì)隔熱耐火材料:孔結構中開(kāi)口氣孔占據主導位置,氣孔相互接通,例如耐火粉粒;固相連接型輕質(zhì)隔熱耐火材料:孔結構中大部分氣孔以閉口氣孔形式存在。氣體被固體包裹,從而形成獨立的閉口氣孔,固相連續,氣相為非連續相。例如泡沫法生產(chǎn)的耐火隔熱制品和各種氧化鋁空心球制品;氣固相并聯(lián)且混合交錯:這類(lèi)材料的結構氣相穿插與固相中,二者皆為連續相。例如耐火纖維制品或纖維復合類(lèi)制品等。
鎂碳磚的熔損速度隨石墨純度的提高而下降,特別是對純度大于95%的石墨更明顯。對其機理的研究表明,在1300℃以上時(shí),鎂砂和石墨中雜質(zhì)(SiO2、CaO、Al2O3、Fe2O3等)都向兩者交界處聚集,生成低熔物,使鎂砂顆粒容易受到爐渣的侵蝕而流入爐渣中,從而降低了耐侵蝕性。優(yōu)質(zhì)鎂碳磚出鋼口實(shí)際使用結果表明,使用95%以上含碳電的石墨制成的鎂碳磚抗渣性比普通鎂碳磚高出0.51倍。使用含碳量大于95%96%的高碳鱗片石墨是既提高鎂碳磚質(zhì)量又降低制磚成本的有效技術(shù)措施。如果以同檔次石墨和鎂砂原料制磚的性能為基準,那么改用高檔次石墨比提高鎂砂檔次對磚性能的提高要大得多。在相同工藝條件下,使用高檔次石墨和低檔次鎂砂原料制成的磚性能比使用高檔次鎂砂和低檔次石墨原料的磚要好。但必須注意,鎂碳磚出鋼口批發(fā)當使用純度較高的石墨時(shí),磚中生成的液相里少,氧氣容易濃透到磚內使石墨發(fā)生氧化脫碳,為此必須加入抗氧化劑如金屬Al、Si以及Al-Mg合金、SiC、BN等。