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    高技術鋼包耐火澆注料

    發表時間:2018-07-03????發表作者:德仁耐火材料
    鋼包耐火澆注料
    高技術鋼包耐火澆注料是隨著連鑄、爐外精煉和治煉高級鋼技術的迅速推廣而開發的,采用優質高純耐火原材料、用低水泥系列澆注料技術配制的。該料具有優良的抗渣熔渣滲透的能力,成為國內外大中型的包內襯材料的主流,并滿足其苛刻使用條件的技術要化。
    在國外,日本用電熔別玉和電熔鎂砂及少量的硅微粉等材料為主、用鋁酸鹽水泥CA-70或CA-80作結合劑配制成鋁鎂質耐火澆注樣,在連鑄鋼包上使用,包齡約為300次;歐美等國家用家用電熔剛玉和高純鋁鎂尖晶石等材料為主、用鋁酸鹽水泥作結合劑配制成鋁尖晶石質耐火澆注料,在大型精煉鋼包上使用,其壽命也在200次以上:在國內,鋁鎂質和鋁尖晶石質耐火澆注料均可正常生產,在寶鋼300轉爐精煉鋼包上使用,平均壽命為262次。同時,吸取這兩種澆注料的優點,用電熔剛玉、鋁鎂尖晶石和電熔鎂砂等材料為主,用鋁酸鹽水泥作結合劑配制成鋁鎂尖晶石質耐火澆注料,也獲得了良好的使用效果。應當指出,近年來用超微粉作結合劑配制成鋼包耐火澆注料發展迅速,在100及以下的鋼包上使用,其包齡可達到100次左右。該料無水泥的不利影響,可較長時間貯存。
    高技術鋼包耐火澆注料與傳統的水玻璃和低水泥鋁鎂質和鋁鎂尖晶石質耐火澆注料相比,具有均衡的抗渣侵蝕性和抗渣滲透性、良好的抗熱震性或抗剝落性、足夠高的強度和高溫下微膨脹的體積穩定性。因此,在高技術耐火澆注料配比設計、特別是基質組成設計時,必須注意以下幾點:
    (1)在使用中反應生成物應為高溫相物質,以提高料的抗渣侵蝕性;
    (2)在使用溫度下有一定的高黏度液相量,以緩沖熱應力和防止渣滲透;
    (3)高溫下反應生成物的膨脹,抵消澆注料的收縮后仍有一定的微膨脹,以提高其結構剝落性;
    (4)嚴格控制料中的SiO,含量,并使MgO含量適宜,即接近鋁鎂尖晶石的理論組成,以提高料的使用性能。
    高技術鋼包耐火澆注料的基質組成材料為剛玉粉、電熔鎂砂粉、高純鋁鎂尖晶石粉、Cr203粉,a-AL2O3和SiO2超微粉等,鋁酸鹽水泥CA-70或CA-80和外加劑等。按照基質配料上合理選擇材料品種和用量,精心進行顆粒級配,科學組合材料配方,就能開發成功高科技鋼包耐火澆注料。其品種有低水泥結合鋁鎂尖晶石質、鋁鎂質和鋁尖品石質耐火澆注料,超微粉結合鋁鎂尖品石質和鎂質耐火澆注料、含鉻耐火澆注料等。
    高技術鋼包耐火澆注料的耐火骨料有板狀剛玉、致密剛玉、白剛玉、礬土基剛玉、特級礬土熟料、電熔的高純鎂砂和鋁鎂尖晶石等。為了提高耐火澆注料的抗熱震性即抗剝落性,耐火骨料臨界粒徑有增大的趨勢,有時選擇為30m,較常用的為25mm,耐火骨料顆粒級配一般為連續的,其級配為:25-10m占28%-23%;10-5mm,28%-24%;5-3mm占16%-12%;3-1mm占16-12%和1-0mm占22%~17%,有時也采用間斷級配,一般去掉15~10mn或10~5mmn的大部分耐大骨料。
    耐火粉料即基質料的顆粒級配(%)為:0.088-0.074mm占38%-43%;0.074mm-5um占18-23%和小于5um占26%-35%。高技術鋼包耐火澆注料的骨粉料之質量比為67-72:28~33。應當指出,耐火骨料和耐火粉料的顆拉級配,骨粉料之比,應根據實驗確定,以便生產出致密化和高性能的鋼包耐火澆注料。
    鋼包耐火澆注料的損毀機理主要是高溫熔渣侵蝕和滲透所致。
    (1)渣線部位以熔損為主,側壁部位因渣的滲透而導致龜裂和熱剝落。
    (2)熔損速度與熔渣溫度、黏度及和料的反應進程有關。鋼水和熔渣的溫度高、在包內滯留時間長、熔渣黏度低和基質料材質差,則包襯損毀亦大;
    (3)熔渣滲透主要通過耐火澆注料的氣孔滲透、液相滲透和在固相中的擴散,從而使料表面的組成和結構發生質的變化,形成溶解程度較高的變質層,易產生剝落而加快了澆注料的損毀。
    (4)耐火澆注料的化學組成相同或不同品種的鋼包澆注料,因其組織結構和性能的不同,損毀速度亦不同能連續作業,致使包襯溫度降低甚至冷包,也易發生包襯結構剝落,降低鋼包使用壽命。
    鋼包耐火澆注料中富含AL2O3,在熔渣向其內部滲透過程中,熔渣或水泥中的大量CaO與AL2O3反應生成高熔點的柱狀CA6和少量的CA2,同時Al2O3與基質中的MgO反應生成鋁鎂尖晶石,并均伴有體積膨脹,當抵消澆注料的收縮后仍呈微影脹時,可堵塞氣孔,能抑制熔渣的進一步滲透,隨著CA等礦物的生成,消耗了渣中的大量CaO),使熔渣黏度增大,滲透能力降低;隨著MA的生成,基質中含有較多的富鋁尖晶石,可捕捉熔渣中的FeO、MnO,即占領陽離子空穴并置換部分MgO而形成復合尖晶石固溶體,能提高料的抗渣性能。在耐火澆注料和熔渣中,均含有一定量的SiO2,在中高溫使用條件下,易與基質料中MgO等礦物反應而形成低熔物,并滲透到澆注料的內部。應當指出,熔渣中富含SiO),將使渣變得較黏稠,降低渣的滲透能力;在澆注料中有少量的SO2,能促進共結晶長大,使氣孔率降低,并形成較致密的阻擋層,抵抗熔渣的滲透。但是,SO2含量過多,形成的低熔物也多,致使耐火骨料滑移、基質破壞,熔損加快,抗渣性也隨之降低。因此,為了減少低熔物的生成和提高材料的抗滲透性,在澆注料配合比設計時,應嚴格控制SiO2含量。
     

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