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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)轉爐噴補料實(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,轉爐噴補料廠(chǎng)家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。
(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,轉爐噴補料廠(chǎng)家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)轉爐噴補料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。
(1)耐火度高現代冶金和共他工業(yè)窯爐的加熱溫度一般都在1000-1800℃之間。優(yōu)質(zhì)轉爐噴補料耐火磚應該在高溫作用下具存不易熔化的性能。(2)高溫結構強度大耐火磚不僅應具有較高的熔化溫度,而且還應從具有在受到爐子砌休的荷重下或其他機械震動(dòng)下,不發(fā)生軟化變形和坍塌(3)熱穩定性好轉爐噴補料廠(chǎng)家冶金爐和其他工業(yè)業(yè)窯爐在操作過(guò)程中由于溫度驟變引起材料各部分溫度不均勻,砌體內部會(huì )產(chǎn)生應力而使構料破裂和剝落。因此,耐火磚應有抵抗這種破損的能力。
在材料的配入法方面,已經(jīng)逐漸在各種材質(zhì)當中對廢棄耐火材料進(jìn)行了應用,在部分品種的廢棄耐火材料當中已經(jīng)得到了全部的應用。并且在再生致密耐火骨料方面的應用也取得了比較大進(jìn)展,特別是利用化學(xué)試劑對再生骨料進(jìn)行分離,使得廢棄耐火材料的應用范圍大大的增加。轉爐噴補料廠(chǎng)家目前,對于廢棄耐火材料進(jìn)行綜合利用的主要方式包括兩種,機降級使用、修復使用以及單純的規格顆粒料配入式利用。優(yōu)質(zhì)轉爐噴補料通過(guò)對均化技術(shù)、分離技術(shù)以及純化技術(shù)進(jìn)行研究分析,使得再生料的部分或者是全部替代正品顆粒方向進(jìn)行轉變,從而在程度上將綜合利用率提高,并且使產(chǎn)品的附加值提高。與此同時(shí),還應當對高檔的廢棄耐火材料的回收利用加以深入的研究,從而使得廢棄耐火材料的應用范圍更加廣泛。
剛玉質(zhì)耐火澆注料具有良好的高溫耐磨性,且對酸堿性爐渣及金屬玻璃溶液只有優(yōu)異的抗侵蝕性能,優(yōu)質(zhì)轉爐噴補料因而被廣泛應用于建材、冶金等高溫工業(yè)領(lǐng)域。賀智勇、衛青峰等研究了SiO2微粉加入量對ρ-Al2O3微粉結合剛玉質(zhì)耐火澆注料性能的影響。轉爐噴補料廠(chǎng)家研究表明:摻入2%的SiO2微粉水化后形成網(wǎng)狀絮凝結構,與ρ-Al2O3微粉反應生成莫來(lái)石,增強了顆粒間燒結程度和結合能力,大幅度提高了中低溫段抗折強度及烘干強度。李志剛等研究了納米碳酸鈣對剛玉質(zhì)耐火澆注料性能的影響:實(shí)驗結果表明:在高于900℃的處理溫度下,納米碳酸鈣的粒度較小,分散均勻度高,且原位結合易生成鋁酸鈣礦物,因此含納米碳酸鈣的剛玉質(zhì)耐火澆注料的抗折強度較含鋁酸鈣水泥的澆注料要高。賀中央等研究發(fā)現:當減水劑加入量—定時(shí),澆注料的流動(dòng)性、抗折強度隨納米碳酸鈣的加入量的增加而降低,顯孔率則隨之逐漸升高;當澆注料流動(dòng)值一定時(shí),1000℃及1600℃處理下的澆注料顯氣孔率、冷熱態(tài)強度隨納米碳酸鈣加入量增大均顯著(zhù)提升。王周福等指出,引人少量的納米二氧化硅能夠顯著(zhù)提高其常溫物理性能,但由于納米二氧化硅增強澆注料的燒結程度,使其抗熱震性能隨之降低。
3、結合劑結合劑對鎂碳磚及其他含碳耐火制品來(lái)說(shuō),作用至關(guān)重要。石墨和耐火氧化物之間沒(méi)有互溶關(guān)系,也不可能相互燒結,常溫下他們要靠結合劑粘接固化。高溫下,優(yōu)質(zhì)轉爐噴補料結合劑則要結焦碳化,和石墨形成碳結合,一般這種結合劑是指樹(shù)脂類(lèi)、瀝青類(lèi)等有機物。結合劑高溫結焦碳化后形成約3%左右的碳,這個(gè)量雖然不多,但在鎂碳磚或其他含碳制品中卻是具有活力的組成部分,對制品的高溫性能有重要影響我國鎂碳磚或其他含碳制品生產(chǎn)過(guò)程和產(chǎn)品質(zhì)量不夠穩定,其中一個(gè)重要原因是結合劑不穩定造成的轉爐噴補料廠(chǎng)家鎂碳磚結合劑大體可以分三種類(lèi)型:酚醛樹(shù)脂類(lèi)、改性瀝青類(lèi)、石油裂解副產(chǎn)品類(lèi),其中使用效果好、用量最多的是酚醛樹(shù)脂類(lèi)。