2.1.2高铝砖
随着炼钢技术的不断发展和钢产量及质量的不断提高,粘土质钢包衬砖因使用寿命短,自20世纪60年代末,我国有些钢厂的钢包开始使用各种高铝质衬砖,使钢包寿命大幅度提高。
武钢平炉用270t钢包从1968年开始使用二等高铝砖,到1970年包龄达到25.7次,是粘土质衬砖的2.5倍。1974年包龄达到31.5次。武钢二炼钢转炉用70t钢包从1980年开始使用Al2O3含量大于72%的高铝砖,包龄为34次,最高达到50次。
宝钢300t钢包从1986年6月起,全包壁使用某耐火材料厂生产的一等高铝砖,平均包龄50次左右。连铸机投产后,钢包使用条件恶化,包衬使用寿命减短。宝钢与某些耐火材料生产企业合作,开发出了使用性能优良的微膨胀高铝砖,1992年4月正式使用A厂生产的产品,平均使用寿命为81.5次,最高寿命达到100次。使用B厂的产品平均使用寿命为78.6次,最高达到122次(连铸比55.73%)。
太钢70t钢包使用高铝质衬砖,使用寿命为64.3次。
总之,我国钢包使用高铝质衬砖后,使钢包的使用寿命显著提高,保证了炼钢生产的顺利进行,促进了炼钢工业的进一步发展。
2.1.3蜡石砖
蜡石砖是以叶蜡石为主要原料生产的一种烧成制品。20世纪70年代初,福建某耐火材料厂生产的蜡石钢包砖在马钢、鞍钢、上钢三厂、三明钢厂等钢铁企业不同类型的钢包上进行了试用。结果表明,蜡石砖的使用性能优于当时使用的粘土砖和三等高铝砖。在马钢15t钢包上使用,寿命达到66次。武钢二炼钢厂70t钢包也试用过该厂生产的SiO2含量72%的蜡石砖,但效果不太理想,使用寿命仅14次。宝钢300t钢包在1985年9月至1988年间曾使用过日本进口的蜡石砖,平均寿命38次。某厂生产的钢包用蜡石砖的理化指标为:SiO2 78.95%,Al2O3 18.85%~19.51%,Fe2O3 0.44%~0.52%,显气孔率14%~18%,常温耐压强度32.9~62.9MPa。由于多方面的原因,蜡石砖在我国钢包上没有得到推广应用。
2.2铝镁(碳)质材料
2.2.1铝镁不烧砖
除铝镁捣打料、铝镁浇注料之外,我国还开发了水玻璃结合的铝镁不烧砖,在钢包上使用,寿命比传统的硅酸铝质钢包砖长。本钢160t钢包使用铝镁不烧砖,平均寿命40.56次,比使用三等高铝砖(寿命18.5次)提高1倍多。天津三炼钢厂20t钢包使用铝镁不烧砖平均寿命38.8次,最高达到55次,是粘土质衬砖使用寿命(9次)的4倍多。
2.2.2铝镁碳砖
20世纪90年代,是我国连铸技术快速发展时期,高效连铸技术成为其发展的重心。为了提高连铸钢包使用寿命,适应高效连铸技术发展的需要,我国又开发了钢包用铝镁碳砖,用于各类连铸钢包,使钢包使用寿命大幅度提高。洛耐院、宝钢和焦作某耐火材料厂合作开发的铝镁碳钢包砖在宝钢300t连铸钢包上使用,包龄从使用一等高铝砖的20多次,提高到80次以上,最高达到126次。鞍钢三炼钢200t全连铸并进行炉外精炼的钢包,使用铝镁碳砖,平均寿命64次,最高达到73次。1993年钢包用优质铝镁碳砖的推广使用在我国全面展开,全国许多炼钢厂,根据本企业的实际情况,陆续使用铝镁碳钢包衬砖,使钢包的寿命显著提高,如攀钢160t钢包使用铝镁碳衬砖后,平均寿命提高到90次,最高达到115次。铝镁碳砖是以特级高铝矾土熟料,电熔镁砂或烧结镁砂和石墨为原料,以液体酚醛树脂做结合剂制成的不烧制品。
2.2.3高档铝镁不烧砖
含碳钢包衬砖在使用过程中会造成钢水增碳,对冶炼洁净钢、低碳钢和超低碳钢非常不利。为了满足洁净钢、低碳钢和超低碳钢冶炼的需要,开发了高档铝镁不烧砖(无碳不烧砖)。高档铝镁不烧砖与20世纪80年代初开发的水玻璃结合的铝镁不烧砖相比,是一次质的飞跃。除采用高纯度原料(刚玉、高纯电熔镁砂和高纯铝镁尖晶石等)外,结合剂也采用了高性能的复合结合剂。
高档铝镁不烧砖在钢包上使用取得了良好的效果,使用寿命达到甚至超过了含碳钢包衬砖,同时减少了钢水增碳。如河南某耐火材料公司开发的铝镁不烧砖,在某钢厂100t钢包和LF精炼钢包上使用,寿命是铝镁碳砖的1.5倍。鞍钢200t钢包采用铝镁不烧砖一次包龄在110次以上,最高达到128次。170t连铸钢包使用寿命达到119次,超过了铝镁碳砖。宝钢300t连铸钢包从1998年6月停止使用铝镁碳砖,开始使用高档铝镁不烧砖。
2.3镁碳质材料
2.3.1镁碳砖
镁碳砖具有优异的耐侵蚀性能和抗剥落性能。镁碳砖在钢包上主要用于渣线部位,而非渣线部位使用其他耐火材料(浇注料、不烧砖等),这样既可获得较高的使用寿命,又可降低耐火材料费用。某钢厂钢包渣线用镁碳砖的理化指标为:MgO77.4%,C16.75%,显气孔率3.1%,体积密度2.903g/cm,常温耐压强度38.6MPa。1981年9月武钢二炼钢厂率先在70t钢包渣线使用镁碳砖,使用寿命50次,因非渣线部位高铝砖损坏严重而停用。宝钢300t钢包渣线从1989年7月开始使用MT-14A镁碳砖,渣线寿命保持在100次以上。某钢厂90tLF精炼钢包渣线使用碳含量16%左右的镁碳砖,渣线寿命为95次。也有的钢厂的钢包采用全镁碳砖包衬,如某钢厂电炉用60tLF-VD精炼钢包,全镁碳砖包衬,平均寿命47次,最高达到57次。
2.3.2低碳镁碳砖
钢包渣线使用镁碳砖存在着钢水增碳问题,近几年来,有些钢厂和耐火材料生产厂家合作,开发了低碳钢包渣线镁碳砖。宝钢300t钢包渣线试用过碳含量小于7%和小于5%的低碳镁碳砖,使用寿命可达110次左右,与普通镁碳砖相当,可基本满足300t钢包的使用要求。鞍钢钢包的渣线也使用了碳含量在5%以下的低碳包衬砖,使用效果良好。
2.4镁钙(碳)质用材料
2.4.1不烧镁钙砖
20世纪90年代初,洛耐院以合成镁钙砂和电熔镁砂为原料,以固体无机盐和无机盐溶液为结合剂,开发出了钢包用不烧镁钙砖,在上海某钢厂40tLF-VD精炼钢包上使用,寿命在40次以上,并且钢中的氧含量从12.2×10-6下降到11.13×10-6。1992年该产品通过了原冶金部鉴定,之后在长城特钢厂等钢厂的精炼钢包上使用。
近几年,某耐火材料公司开发出了无水树脂结合的不烧镁钙砖,在某钢铁公司100tLF精炼钢包上使用,寿命80~85次,侵蚀速率1.28~1.37mm/次。
2006年7-8月间,山东镁矿与某耐火材料厂合作,研制出了不烧镁钙砖,在某钢厂90tLF精炼钢包(精炼率100%)包壁非渣线部位使用,寿命达到60次以上。因包底透气砖严重蚀损而停用,不烧镁钙砖残砖厚度在130mm左右,尚可继续使用,预计正常包龄可达80~100次。
2.4.2不烧镁钙碳砖
本世纪初首钢二炼钢厂与某耐火材料公司合作,以合成镁钙砂、电熔镁砂和高纯石墨为原料,以无水树脂做结合剂,开发出了不烧镁钙碳砖,用于首钢二炼钢厂225t钢包非渣线部位(渣线用镁碳砖),平均使用寿命为116.8次,与原用铝镁碳砖相比,在包壁减薄20mm的情况下,平均寿命提高了37.57次。且钢中的氧含量和非金属夹杂都有所降低。
还有一些钢厂在SKF和LF-VD等多种精炼钢包的渣线部位使用镁钙碳砖,取得了良好的效果。
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