河(he)南振翔耐火材料有限公司
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    鋼包用耐火材料

    文章出處: │ 發表時間:2023-03-26

    鋼包也叫盛鋼桶是冶(ye)金(jin)工業的重要容器(qi)件, 起著儲存、 轉(zhuan)運(yun)鋼水的作用, 同時還要進(jin)行(xing)爐外精煉的雙重任務, 隨著煉鋼技術的發展, 我國的鋼包用耐火材料也得到了很(hen)好的發展。 鋼包使用壽命的長(chang)短(duan), 不僅關係到耐火材料的消耗(hao), 而(er)且(qie)直接影響(xiang)煉鋼的正常(chang)生產。 特(te)別是隨著轉(zhuan)爐壽命的提高, 連鑄比的增加和爐外精煉技術的進(jin)步, 鋼包處於容量大、 鋼種多、 溫度高、 時間長(chang)等日益(yi)苛(ke)刻的使用條件, 對(dui)鋼包用耐火材料的要求(qiu)也不斷提高, 所以世界(jie)各國都在積極研究開發各種新材質耐火材料, 以提高現有耐火材料的質量, 延長(chang)耐火材料的使用壽命, 降低耐火材料的噸(dun)耗(hao)。

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    1、澆注鋼包的使用情況介(jie)紹(shao)

      在我國一(yi)般其公稱容量在50噸(dun)以下的不帶精煉的轉(zhuan)爐普通鋼包,其工作襯一(yi)般采用澆注料整(zheng)體澆灌成型(xing)。工作襯一(yi)次性使用壽命一(yi)般在50-60次左右,最高在70-80次左右,甚至個別鋼廠有在100次以上的。為降低噸(dun)鋼耐材消耗(hao),許(xu)多鋼廠鋼包工作襯在使用一(yi)定次數後,將殘襯表麵(mian)的殘鋼、殘渣清理掉,俗稱剝皮,然後再坐上胎(tai)模澆灌一(yi)定厚度的澆注料,待(dai)烘(hong)烤(kao)後繼續投入使用,可大大降低成本,該(gai)過程也叫套澆,其第1次留(liu)下的殘襯相當(dang)於永久襯,能維持2-3個包役。鋼包工作襯的材質有鋁鎂質、高鋁尖晶石質等,按(an)結合(he)劑可分為低水泥、超低水泥和無水泥耐火澆注料。

      1.1高鋁尖晶石澆注料

      鋼包內襯不定形耐火材料自80年代推(tui)廣應用以來,已(yi)由原(yuan)來的普通鋁鎂澆注料發展到鋁鎂尖晶石澆注料,澆注料性能明顯提高。鋁鎂尖晶石澆注料具有密度大、強度高、耐侵蝕、抗剝落、磨損率低等優點,能顯著提高包齡,因而(er)被(bei)眾(zhong)多廠家采用。築(zhu)襯工藝由搗打、投射、振動發展到胎(tai)模振動,胎(tai)模振動降低了鋼包耐火材料消耗(hao)。取(qu)得良(liang)好效(xiao)果,鋼包包齡平均可達70-80次。具有振動均勻、操作簡便、勞動效(xiao)率高等優點,並且(qie)可實現鋼包內襯連續套澆,其理化(hua)指標如表1所示。

     

     表1高鋁尖晶石澆注料理化(hua)指標

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      1.2低水泥耐火澆注料

      低水泥耐火澆注料是在粘土結合(he)耐火澆注料的基礎上開發的,也是在20世紀80年代得到蓬勃發展的新一(yi)代耐火澆注料。其主要品種有低水泥、超低水泥和無水泥耐火澆注料,它集多種耐火澆注料的優點於一(yi)身(shen),具有高密度、低氣孔、高強度、低磨損、耐熱震和抗侵蝕等特(te)點,同時還具有體積穩定性強和施(shi)工用水量低等特(te)性因此(ci)應用廣泛(fan),使用效(xiao)果較(jiao)好和社(she)會經(jing)濟(ji)效(xiao)益(yi)顯著。表2是低水泥、超低水泥、無水泥澆注料的使用性能數據(ju)統計。

      表2低水泥、超低水泥、無水泥澆注料的使用性能

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    2、鋼包的用耐火磚介(jie)紹(shao)

      2.1矽酸鋁質材料

      2.1.1粘土磚

      粘土磚是我國最早使用的鋼包耐火材料,20世紀50~60年代,我國鋼包使用的耐火材料主要是各種粘土磚,由於使用費用低,直到80年代還有一(yi)些鋼廠的鋼包仍使用粘土磚。某鋼廠鋼包用粘土磚的理化(hua)指標為:Al2O3 44.10%,SiO2 52.10%,Fe2O3 1.72%,顯氣孔率16%~18%,常(chang)溫耐壓(ya)強度54.9~96.0MPa。粘土質鋼包襯磚的使用壽命因各鋼廠的使用條件不同而(er)異(yi)。盡管現在我國的鋼包已(yi)經(jing)不再使用粘土磚,但粘土磚對(dui)我國建國初期煉鋼工業的恢複和以後的發展做出了重大貢獻。

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      2.1.2高鋁磚

      隨著煉鋼技術的不斷發展和鋼產量及質量的不斷提高,粘土質鋼包襯磚因使用壽命短(duan),自20世紀60年代末,我國有些鋼廠的鋼包開始使用各種高鋁質襯磚,使鋼包壽命大幅度提高。

      武鋼平爐用270t鋼包從1968年開始使用二等高鋁磚,到1970年包齡達到25.7次,是粘土質襯磚的2.5倍。1974年包齡達到31.5次。武鋼二煉鋼轉(zhuan)爐用70t鋼包從1980年開始使用Al2O3含量大於72%的高鋁磚,包齡為34次,最高達到50次。

      寶鋼300t鋼包從1986年6月起,全包壁使用某耐火材料廠生產的一(yi)等高鋁磚,平均包齡50次左右。連鑄機投產後,鋼包使用條件惡化(hua),包襯使用壽命減短(duan)。寶鋼與某些耐火材料生產企業合(he)作,開發出了使用性能優良(liang)的微膨脹(zhang)高鋁磚,1992年4月正式使用A廠生產的產品,平均使用壽命為81.5次,最高壽命達到100次。使用B廠的產品平均使用壽命為78.6次,最高達到122次(連鑄比55.73%)。

      太鋼70t鋼包使用高鋁質襯磚,使用壽命為64.3次。

      總之,我國鋼包使用高鋁質襯磚後,使鋼包的使用壽命顯著提高,保證(zheng)了煉鋼生產的順(shun)利(li)進(jin)行(xing),促進(jin)了煉鋼工業的進(jin)一(yi)步發展。

      2.1.3蠟石磚

      蠟石磚是以葉蠟石為主要原(yuan)料生產的一(yi)種燒成製品。20世紀70年代初,福建某耐火材料廠生產的蠟石鋼包磚在馬鋼、鞍鋼、上鋼三廠、三明鋼廠等鋼鐵企業不同類型(xing)的鋼包上進(jin)行(xing)了試(shi)用。結果表明,蠟石磚的使用性能優於當(dang)時使用的粘土磚和三等高鋁磚。在馬鋼15t鋼包上使用,壽命達到66次。武鋼二煉鋼廠70t鋼包也試(shi)用過該(gai)廠生產的SiO2含量72%的蠟石磚,但效(xiao)果不太理想,使用壽命僅14次。寶鋼300t鋼包在1985年9月至1988年間曾使用過日本進(jin)口的蠟石磚,平均壽命38次。某廠生產的鋼包用蠟石磚的理化(hua)指標為:SiO2 78.95%,Al2O3 18.85%~19.51%,Fe2O3 0.44%~0.52%,顯氣孔率14%~18%,常(chang)溫耐壓(ya)強度32.9~62.9MPa。由於多方麵(mian)的原(yuan)因,蠟石磚在我國鋼包上沒(mei)有得到推(tui)廣應用。

      2.2鋁鎂(碳)質材料

      2.2.1鋁鎂不燒磚

      除鋁鎂搗打料、鋁鎂澆注料之外,我國還開發了水玻璃(li)結合(he)的鋁鎂不燒磚,在鋼包上使用,壽命比傳統的矽酸鋁質鋼包磚長(chang)。本鋼160t鋼包使用鋁鎂不燒磚,平均壽命40.56次,比使用三等高鋁磚(壽命18.5次)提高1倍多。天(tian)津三煉鋼廠20t鋼包使用鋁鎂不燒磚平均壽命38.8次,最高達到55次,是粘土質襯磚使用壽命(9次)的4倍多。

      2.2.2鋁鎂碳磚

      20世紀90年代,是我國連鑄技術快速發展時期,高效(xiao)連鑄技術成為其發展的重心。為了提高連鑄鋼包使用壽命,適(shi)應高效(xiao)連鑄技術發展的需要,我國又開發了鋼包用鋁鎂碳磚,用於各類連鑄鋼包,使鋼包使用壽命大幅度提高。洛耐院、寶鋼和焦作某耐火材料廠合(he)作開發的鋁鎂碳鋼包磚在寶鋼300t連鑄鋼包上使用,包齡從使用一(yi)等高鋁磚的20多次,提高到80次以上,最高達到126次。鞍鋼三煉鋼200t全連鑄並進(jin)行(xing)爐外精煉的鋼包,使用鋁鎂碳磚,平均壽命64次,最高達到73次。1993年鋼包用優質鋁鎂碳磚的推(tui)廣使用在我國全麵(mian)展開,全國許(xu)多煉鋼廠,根(gen)據(ju)本企業的實際情況,陸續使用鋁鎂碳鋼包襯磚,使鋼包的壽命顯著提高,如攀鋼160t鋼包使用鋁鎂碳襯磚後,平均壽命提高到90次,最高達到115次。鋁鎂碳磚是以特(te)級(ji)高鋁礬土熟料,電熔鎂砂或燒結鎂砂和石墨(mo)為原(yuan)料,以液體酚醛(quan)樹(shu)脂做結合(he)劑製成的不燒製品。

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      2.2.3高檔鋁鎂不燒磚

      含碳鋼包襯磚在使用過程中會造(zao)成鋼水增碳,對(dui)冶(ye)煉潔淨鋼、低碳鋼和超低碳鋼非常(chang)不利(li)。為了滿足潔淨鋼、低碳鋼和超低碳鋼冶(ye)煉的需要,開發了高檔鋁鎂不燒磚(無碳不燒磚)。高檔鋁鎂不燒磚與20世紀80年代初開發的水玻璃(li)結合(he)的鋁鎂不燒磚相比,是一(yi)次質的飛躍。除采用高純(chun)度原(yuan)料(剛玉、高純(chun)電熔鎂砂和高純(chun)鋁鎂尖晶石等)外,結合(he)劑也采用了高性能的複合(he)結合(he)劑。

      高檔鋁鎂不燒磚在鋼包上使用取(qu)得了良(liang)好的效(xiao)果,使用壽命達到甚至超過了含碳鋼包襯磚,同時減少(shao)了鋼水增碳。如河(he)南某耐火材料公司開發的鋁鎂不燒磚,在某鋼廠100t鋼包和LF精煉鋼包上使用,壽命是鋁鎂碳磚的1.5倍。鞍鋼200t鋼包采用鋁鎂不燒磚一(yi)次包齡在110次以上,最高達到128次。170t連鑄鋼包使用壽命達到119次,超過了鋁鎂碳磚。寶鋼300t連鑄鋼包從1998年6月停(ting)止使用鋁鎂碳磚,開始使用高檔鋁鎂不燒磚。

      2.3鎂碳質材料

      2.3.1鎂碳磚

      鎂碳磚具有優異(yi)的耐侵蝕性能和抗剝落性能。鎂碳磚在鋼包上主要用於渣線部位,而(er)非渣線部位使用其他耐火材料(澆注料、不燒磚等),這(zhe)樣既可獲(huo)得較(jiao)高的使用壽命,又可降低耐火材料費用。某鋼廠鋼包渣線用鎂碳磚的理化(hua)指標為:MgO77.4%,C16.75%,顯氣孔率3.1%,體積密度2.903g/cm,常(chang)溫耐壓(ya)強度38.6MPa。1981年9月武鋼二煉鋼廠率先在70t鋼包渣線使用鎂碳磚,使用壽命50次,因非渣線部位高鋁磚損壞嚴(yan)重而(er)停(ting)用。寶鋼300t鋼包渣線從1989年7月開始使用MT-14A鎂碳磚,渣線壽命保持在100次以上。某鋼廠90tLF精煉鋼包渣線使用碳含量16%左右的鎂碳磚,渣線壽命為95次。也有的鋼廠的鋼包采用全鎂碳磚包襯,如某鋼廠電爐用60tLF-VD精煉鋼包,全鎂碳磚包襯,平均壽命47次,最高達到57次。

      2.3.2低碳鎂碳磚

      鋼包渣線使用鎂碳磚存在著鋼水增碳問題(ti),近幾年來,有些鋼廠和耐火材料生產廠家合(he)作,開發了低碳鋼包渣線鎂碳磚。寶鋼300t鋼包渣線試(shi)用過碳含量小於7%和小於5%的低碳鎂碳磚,使用壽命可達110次左右,與普通鎂碳磚相當(dang),可基本滿足300t鋼包的使用要求(qiu)。鞍鋼鋼包的渣線也使用了碳含量在5%以下的低碳包襯磚,使用效(xiao)果良(liang)好。

      2.4鎂鈣(碳)質用材料

      2.4.1不燒鎂鈣磚

      20世紀90年代初,洛耐院以合(he)成鎂鈣砂和電熔鎂砂為原(yuan)料,以固體無機鹽和無機鹽溶(rong)液為結合(he)劑,開發出了鋼包用不燒鎂鈣磚,在上海某鋼廠40tLF-VD精煉鋼包上使用,壽命在40次以上,並且(qie)鋼中的氧含量從12.2×10-6下降到11.13×10-6。1992年該(gai)產品通過了原(yuan)冶(ye)金(jin)部鑒定,之後在長(chang)城(cheng)特(te)鋼廠等鋼廠的精煉鋼包上使用。

      近幾年,某耐火材料公司開發出了無水樹(shu)脂結合(he)的不燒鎂鈣磚,在某鋼鐵公司100tLF精煉鋼包上使用,壽命80~85次,侵蝕速率1.28~1.37mm/次。

      2006年7-8月間,山東鎂礦(kuang)與某耐火材料廠合(he)作,研製出了不燒鎂鈣磚,在某鋼廠90tLF精煉鋼包(精煉率100%)包壁非渣線部位使用,壽命達到60次以上。因包底(di)透(tou)氣磚嚴(yan)重蝕損而(er)停(ting)用,不燒鎂鈣磚殘磚厚度在130mm左右,尚可繼續使用,預(yu)計正常(chang)包齡可達80~100次。

      2.4.2不燒鎂鈣碳磚

      本世紀初首鋼二煉鋼廠與某耐火材料公司合(he)作,以合(he)成鎂鈣砂、電熔鎂砂和高純(chun)石墨(mo)為原(yuan)料,以無水樹(shu)脂做結合(he)劑,開發出了不燒鎂鈣碳磚,用於首鋼二煉鋼廠225t鋼包非渣線部位(渣線用鎂碳磚),平均使用壽命為116.8次,與原(yuan)用鋁鎂碳磚相比,在包壁減薄20mm的情況下,平均壽命提高了37.57次。且(qie)鋼中的氧含量和非金(jin)屬夾雜都有所降低。

      還有一(yi)些鋼廠在SKF和LF-VD等多種精煉鋼包的渣線部位使用鎂鈣碳磚,取(qu)得了良(liang)好的效(xiao)果。