低碳、无碳钢包用耐火材料的研究与应用.pdf

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1、低碳、无碳钢包用耐火材料的研究与应用马敬宁俞晓东万磊江苏苏嘉集团新材料有限公司江苏无锡214151摘要镁碳砖在炼钢用耐火材料领域一直是性价比较高的材料，随着石墨价格的暴涨，超低碳钢的生产要求以及降低钢水过热度的技术要求，低碳、元碳耐火材料将会越来越得到重视．实践证明：低碳镁碳砖、铝镁浇注料也有良好的使用效果．关冀词低碳镁碳砖，铝镁浇注料，预制块，喷补料镁碳砖因具有较高的性价比，仍然是当今应用最广泛的炼钢用耐火材料，镁碳砖具有耐侵蚀、抗剥落的巨大优点，也有保温性差和容易向超低碳钢水中渗碳的缺点。随着冶炼钢种要求的专业化和细分化，对耐火材料提出更高的要求。低碳、无碳耐火材料可以有

2、效减少钢水的增碳量，降低钢包包壳温度，降低钢水过热度。提高质量与降低成本将是今后冶金行业发展的重点，苏嘉公司为了满足客户的要求，近几年陆续推出了低碳镁碳砖、铝镁尖晶石质浇注料、预制块等低碳、无碳材料，为了降低成本，又采用了钢包套浇工艺、喷补工艺。本文介绍了苏嘉公司在钢包低碳、无碳材料的研究、应用情况。1低碳镁碳砖苏嘉公司较早的进行了低碳镁碳砖的研制。为了减少低碳镁碳砖中的碳向钢水的迁移，追求碳含量和侵蚀速度达到最低，而不是单纯的碳含量最低。含4％～5％碳(不包括树脂炭)的低碳镁碳砖(主要理化指标见表1)曾在国内多家钢厂使用，在实际使用中的侵蚀速度和M■14A镁碳砖的接近，也没

3、有明显的剥落现象，使用效果比较稳定，得到了客户的认同。表l低碳镁碳砖的主要理化指标低碳镁碳砖以镁砂、细石墨、树脂为主要原料。考虑到低碳镁碳砖经常用于冶炼超低碳钢，钢水中氧含量较高，有时钢渣的碱度也比较低，着重提高其致密度，以利于增强其抗氧化性和抗侵蚀性。研制的低碳镁碳砖显气孔率约2．5％，体积密度约3．17g．em"3，致密性不亚于常规镁碳砖；在有些场合侵蚀速度小于碳含量≥10％的常规镁碳砖。研制低碳镁碳砖的关键是要提高其抗剥落性。在研制的过程中控制其热膨胀率和高温下的弹性模量。研制的产品经过1600℃高温烧成后，线变化率≤O．6％，在1600℃30mill埋炭条件下的弹性模

4、量≤4000MPa。低碳镁碳砖在某知名钢厂150t精炼钢包上使用50次后(渣线·259·部位)，表面光滑平整，且残砖没有断裂、剥落的痕迹。2无碳机压砖根据原有镁碳砖生产线的特点，开发了机压成型的精炼钢包用无碳机压砖(铝镁不烧砖)。无碳机压砖的生产可以充分利用原来镁碳砖的生产设备和工艺流程，生产效率较高。无碳机压砖以矾土、刚玉、镁砂、铝镁尖晶石、氧化铝微粉为主要原料，用树脂或无机结合剂结合。由于采用大吨位压机成型，无碳机压砖比较致密。主要用于钢包熔池和包底部位，在砖型、砌筑、烘烤等方面和镁碳砖钢包一致。在研制初期，无碳机压砖出现剥落现象，经过多次调整，使用基本稳定。现在用机压砖

5、砌筑的钢包内衬在某厂180t精炼钢包上可以不经修补一次性使用80次，很少有剥落现象，也没有明显的砖缝开裂现象。表2无碳机压砖主要理化指标3铝镁尖品石质浇注料、预制块铝镁尖晶石质浇注料在国内已有广泛的研究、应用，认为刚玉一氧化镁系成本更有优势，但刚玉一尖晶石系综合性能更稳定。使用预合成尖晶石的制品在整个升温过程中的热膨胀都是比较平缓，冷后略有膨胀，重烧线变化还是微膨胀，其体积密度和显气孔率也相对较好；使用预合成尖晶石的试样高温热态抗折强度较好，即在实际使用温度下有更好的综合性能。使用预合成尖晶石的试样在抗转炉渣侵蚀的情况下也有较好的表现，体现了较高的抗渣性。以白刚玉、板状刚玉、

6、纯铝酸钙水泥、尖晶石为主要原料的浇注料，具有施工方便，使用寿命高等特点(与镁碳砖相当)，其关键点在于控制体积稳定性和重烧线变化率，设计时追求抗剥落性和耐侵蚀性达到平衡。以在某钢厂120t精炼钢包上的使用经验来说，此种浇注料在侵蚀最严重的部位侵蚀速率每炉次小于lmm。在部分钢厂，由于施工条件不理想、钢包壳变形，或者是不允许长时间对钢包烘烤，钢包内衬只能使用铝镁预制块砌筑。铝镁预制块是采用浇注成型的方式生产，每块预制块单重约10kg，可以像镁碳砖一样砌筑、烘烤。一般认为，随着水泥用量减少，刚玉尖晶石质浇注料抗渗透性减弱，抗熔蚀性提高。苏嘉生产的铝镁预制块是无水泥刚玉一氧化镁质，实

7、际使用侵蚀速率比低水泥铝镁浇注料要好一些，但预制块生产效率比较低。·260·表3浇注料、预制块的理化指标4钢包喷补材料对于钢包的镁碳砖内衬进行喷补，很多公司做过试验，实际应用的很少，效果也并不理想；对于铝镁浇注料内衬进行喷补则具有可行性，钢包的喷补技术对于铝镁质钢包浇注料是一个很好的补充和完善，可以对钢包可能出现和已经出现的薄弱部位进行修复，保证钢包在运行过程中的稳定性、安全性。它可以将铝镁质喷补料直接覆盖在原浇注料表面，形成新的工作层，避免浇注料在拆除过程中造成的资源浪费和环境污染。目前，对某钢厂12