电炉顶用耐火材料研究

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1、电炉顶用耐火材料研究+高掘昕徐延庆洛阳耐火材料研究院前言。八五’攻关专题‘超高功率电炉用耐火材料关键品种的研究'由舞锕牵头，其中电炉援用耐火材料由唐钢二耐和洛耐院负责．根据多年电炉顶砖生产经验和翻析国外产品所获技术信息．两家共同铽订了研锶方案，由唐铜二耐组织生产，供舞钢90tUHP电炉使用．与此同时，还将电炉埂砖供给天津无缝钢管公司在150tUlIP电炉t使用12个炉役，达到了进口砖的使用寿命水平，于1993年9月通过了河北省鉴定。唐铜56年开始生产电炉顶商铝砖，使用效果良好．40年来积累了一系列高铝砖生产经验，对我国高铝砖耐火材料的发展傲出了重要贡献。我国在电炉顶高铝砖蚀损机理研舫面也傲了

2、近40年工作。应该说，生产适应于电炉顶作业环境所需要的优质高铝砖是不成问题的．此次攻关活动证实了此点：我国生产的电炉顶高铝砖在理化性能上完全达蓟或超过了进口砖的实物永平．馈撼的是，我国各类型电炉】贾的使用寿命大都没躲达到应有的使用水平，进口砖安装在我国的进口电炉上伽，寿命也不理想．这就不能不审试一番冶炼作业条件了。1997年冶金出版社出版了‘耐火材料科技进展'一书，总结了。八五。攻关工作。书中虽有(超高功率电炉用耐火材料关键品种的研究开发)论文，但没有牵头单位舞钢和主要完成单位唐铜、洛耐院、天津大无缝和海城中*公司的工作内容。故在此发表本文，权作续貂．一、高铝电炉顶砖使用与研究的历史S0年代

3、末，美国钢铁公司“’和Armco钢公司‘“1的几个厂采用高铝砖砌筑电炉顶，取得了显著效果，比硅砖寿命提高4倍，消除了因硅砖炉瑗熔融物对碱性炉壁的附加冲蚀作用．我国电炉项采用高铝砖起步亦早。1956年，唐钢耐火材料厂生产的高锡砖在抚钢1St(实际出钢200电炉上使甩达到150-。200次．短短一两年时坷，几乎全国所有的电炉顼都改用了高镪砖。从那时起·一直没有问断对商铬砖损毁机理的研究(5-7)通过对用后炉顶砖的显徽结构分析，讨论了形成段带的衔理．化学反应与砖体剥落的关系，提出了采用不同等级砖i电台确筑盼设想。英固锕公司的Teeside试验室从1964年开展了炉顶砖渣蚀机理的显徽学分析工作(A．

4、Hayhurst,R．Webster)卿：到期1971年。E．1．Greaves和J．1Lbki一所做的显微学分析，应该说是更加详细和深入了．在得德嗣方面，继1974年的C．Weidmullero哪等和．G．Geckj(“o等，lL舶lImoh一12，等到1982年的A．Weidner《t"注：(1)该工作有舞钢钢铁公司，唐钢第二耐火J，洛阳耐火材科研究院共同完成：(2)本文有洛阳耐火材料研究院高振昕执笔244黟孽一矗霉毫●^都徽了相应的高铝电炉顶用后砖的显微学分析。其实。据俄文资料记载，最早做过高铝电炉顶用后砖显锾镜检验的还有B．1札lvanov(1町(1946年)．40年代，俄国开发红柱

5、石耐火材料，在浇钳系统使用效果不错；用在电妒顶上，使用寿命与硅砖相仿．由于砖的烧成温度低(1320T2)缸柱石尚未分解(加入粘土结合剂)。用后砖的反应带含5．04％Feo，而没有F岛o；。吸收C'aO、MgO、MnO分别为2．23，2．90和1．00(％)。反应产物双有重晶刚玉、FA和玻璃相。70年代，D．S．Rutman(1％试验室研究了氧化和还原电力1渣在1600和1700℃温度下与高铝砖的化学反应。观察了形成段带的化学相组成变化，鉴定出腐蚀2物有尖晶石Ss、CA,、CA2和RO相。之后，A．DJlIipcha“mo‘)等研究了Ar气炼钢电炉顶高铝砖的腐蚀与继裂机理，指出，在隋性气氛中，

6、莫来石分解是侵蚀的主要反应。除了以上显徽结构直接观察研究外，还结合电炉项作业环境对高铝砖性能篚特殊要求所开展的高温力学研究工作‘17-22)。BAackson

7、(I％1增强调以应力一应变观点讨论高温抗折强唐：与剥片的关系。指出，炉顶砖在高温下的蠕变行为．或说在达到破坏临界状态之前的塑性变形，粕会为减轻和消除机械应力一断裂源一有一定贡献。、Ⅳ．schuHe(”’等研究了Al：O，，踟％的铝土矿高《砖烧成和不烧成制品的蠕变行为；烧成砖气孔体积分数和基质莫来石尺寸与高温强度的关系。B．乩Baker‘2*)则着重于分析热震性能对高铝砖炉顶寿命的影响，并设计了美国Armco钢公司热震检验，i法。该法要

8、比淬水法接近实际条件，尽管它不是定量表示法(现在国外推荐了新燕震检验法一笔者)。较早时间他还注意到铝土矿纯度对高铝砖高温强度的影响但j。当然，这些试验室工作与熔渣侵电{下砖的力学行为有报大差别，实际情况要复杂的多。但这些对耐火材料和炼钢工作有一定参考价值。美国最早采用散状料打结电极孑L区(1-4)，50年代的炉顶寿命便已达翌卜，200女’。这一成功的措篪几十年来为各国广泛采纳，欧洲(“'I“、日本“34’许多