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耐火材料厂家

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郑州荣盛窑炉耐火材料有限企业
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RH炉外精炼用耐火砖及性能先容

时间:2020-08-20 15:57 编辑:耐火材料生产厂家点击:次



 
RH炉外精炼用耐火砖
1、镁铬系耐火砖,分直接结合镁铬砖、再结合和半再结合镁铬砖。镁铬砖在炉外精炼炉如VOD、AOD以及RH浸渍管、真空室使用效果较好。镁铬耐火砖的损毁原因主要考虑熔渣渗入而使砖体变质引起的结构剥落。目前,大部分国家限制使用镁铬砖,一方面是由于其中的铬会造成环境污染,另一方面价格相对镁尖晶石砖或刚玉尖晶石浇注料更高,再有我国《产业结构调整引导目录》(2007年本)也将“含铬质耐火砖生产线”列限制类生产项目。
2、镁锆系耐火砖
镁锆系耐火砖主要为烧成镁锆耐火砖。镁锆砖在炉外精炼炉如RH浸渍管、真空室使用效果较好。镁锆砖的损毁原因主要考虑熔渣渗入而使耐火砖砖体变质引起的结构剥落。目前,镁锆砖没有大量使用,一方面是由于其中的锆会偏析,产品质量稳定性不好,另一方面价格相对镁尖晶石砖或刚玉尖晶石浇注料更高。3、尖晶石系列耐火砖尖晶石系耐火砖分为富镁尖晶石系耐火砖和富铝尖晶石系耐火砖两大类。其中的富镁尖晶石系列耐火砖在精炼炉如VOD、AOD以及RH真空室和底部使用效果较好。镁尖晶石砖的损毁原因主要考虑熔渣渗入而使砖体变质引起的结构剥落。其中的富铝尖晶石系列耐火砖在精炼炉如RH真空室下部和底部、浸渍管外部使用效果较好。铝尖晶石耐火砖的损毁原因主要考虑熔损和结构剥落。目前,尖晶石系列耐火砖逐步得到推广应用,一方面是由于原耐火砖指标稳定可靠,产品质量可控性好,尖晶石本身具有的抗热震性好、抗渣性好、强度高、高温体积稳定性好等优点,明显提高了耐火砖的性能,另一方面价格相对镁铬砖或镁锆砖更低,尤其是不烧耐火砖,节能减排效果好。
RH炉用刚玉耐火砖的种类及性能分析
RH真空脱气炉初只是作为脱气装置,当时的耐火材料内衬主要采用粘土砖高铝砖。现在,RH炉功能已经扩展了到了吹氧和喷粉,内衬耐火材料的适用条件变得更为苛刻,因此选用高级耐火材料。特别是随着高级特种钢的产量增加,正在大力推广增大环流量,大量吹入气体的方法,以进行超低碳钢的稳定生产和高速处理。加大环流量使耐火材料内衬磨损增加;增加冷风吹入量造成了高温剥落;钢包熔渣吸入量增加又加大了结构剥落和侵蚀,所有这些因素都将导致内衬材料的损毁加剧。因此,现在的RH/RH-OB内衬以直接结合刚玉砖为主流,而在RH/RH-OB内衬吹氧口周围使用半结合或再结合刚玉砖,一部分使用镁碳砖。
用于RH装置顶部和上部槽内的耐火材料,由于不与钢水和熔渣直接接触,与下部相比一般损毁都较少。中间部分由于接触钢水和熔渣侵蚀或者由于高温剥落,使耐火内衬遭到损毁。下部槽包括浸渍管的耐火内衬是RH装置的高腐蚀区,它往往决定着RH炉的使用寿命,因此下部槽的内衬应选用高温烧成直接结合刚玉砖。炉身下部损伤严重的部位是环流管,因为衬里的结构限制了它的厚度,而且复杂形状的耐火制品还需经两次加热,所以没有一种耐火材料有足够的使用寿命。此外,在RH-OB炉中,OB对耐火材料的使用也有重要的影响,在采用上部喷枪法时,耐材受到吹入的氧气与钢水中铁元素生成的氧化物及高温反应气体侵蚀,尤其是生成氧化物会迅速地侵蚀耐火材料工作面,因此需选用Cr2O3含量高的MgO-Cr2O3砖才会有较高的使用寿命,而暴露在高温气体下部选用Cr2O3含量低的MgO-Cr2O3砖会有较好综合使用性能。
RH炉用刚玉耐火砖
高温烧成的刚玉砖系耐火材料(如直接结合、再结合、半再结合刚玉砖)由于具有抗低碱度渣蚀能力强的优点,已经广泛应用于精炼炉衬上。镁铬系砖有许多不同的品种,砖的生产工艺、组织结构、性能差异也很大。镁铬系砖按按Cr2O3含量可分为刚玉砖(Cr2O3含量为5~20%)、铬镁砖(Cr2O3含量为20~35%)和铬砖(Cr2O3含量为大于35%),按生产工艺分为烧结砖和熔铸砖等。
由于刚玉砖的品种非常繁多,有文献对其进行了归类总结:
(1)不烧刚玉砖(或称化学结合镁铬)。化学结合不烧刚玉砖,一般采用镁砂与铬矿为制砖原料,以聚磷酸钠或六偏磷酸钠或水玻璃为结合剂压制的刚玉砖。不需高温烧成,只经200℃左右温度烘烤。由于未经高温烧成,镁砂会发生水化,不能长期存放。
(2)硅酸盐结合刚玉砖(普通烧成刚玉砖)。这种砖是由杂质(SiO2与CaO)含量较高的普铬矿与制砖镁砂制做成,烧成温度在1550℃左右。结构特点是:耐火物晶粒之间是由硅酸盐结合的,显气孔率较高,抗炉渣侵蚀性较差,高温体积稳定性差。
(3)熔铸镁铬制品砖。采用镁砂、铬矿为主要原料,加入少量添加剂,经混合、压坯与素烧,破碎成块,进电弧炉熔融,再注入模内、退火,生产成母砖,母砖经切、磨等冷加工制成各种特定形状的制品。熔铸刚玉砖的结构特点是成分分布均匀,耐火物晶粒之间主要为直接接触,硅酸盐以孤岛状存在,砖抗熔体熔蚀、渗透与冲刷特别好,但热震稳定性差。
(4)共烧结刚玉砖(又称全合成镁铬)。用百分之百的烧结合成镁铬砂为制砖原料,再经过高温烧成所生产的刚玉砖就是共烧结镁铬。其特点是抗侵蚀性好,高温体积稳定性好等。
(5)直接结合刚玉砖。直接结合镁铬耐火材料是由杂质含量低的铬精矿与较纯镁砂制作,烧成温度在1700℃以上。其结构特点是:耐火物晶粒之间多呈直接接触,砖中方镁石(固溶体)-方镁石(固溶体)与方镁石(固溶体)-尖晶石(固溶体)的直接结合程度高,因此其高温性能、抗炉渣侵蚀性好,高温体积稳定性都较普通刚玉砖好。
(6)熔粒再结合刚玉砖(电溶再结合镁铬)。用电熔方法使镁砂与铬矿(轻烧镁粉或菱镁石与铬矿)充分均匀地反应,合成结构更理想的方镁石固溶体和尖晶石固溶体镁铬原料,再结合刚玉砖就是用此原料制砖称为熔粒再结合刚玉砖。由于制砖原料较纯,都需要在1750℃以上高温或超高温下烧成。其显微结构特征是尖晶石等组元分布均匀、气孔率低、耐火物晶粒之间为直接接触、耐压强度高、抗侵蚀性好、高温强度高等,但缺点是热震稳定性较差。
(7)半再结合刚玉砖。以人工合成原料做颗粒,以铬精矿与镁砂为细粉的刚玉砖都应称为半再结合刚玉砖。国内将由电熔镁铬料作颗粒,而以共烧结料为细粉或以铬精矿与镁砂粉为混合细粉,制作的刚玉砖都称为半再结合刚玉砖。其烧成温度在1700℃以上,砖内耐火物晶粒之间也是以直接结合为主,优点是抗热震性较好,抗侵蚀、抗冲刷也不错。
(8)预反应刚玉砖。将镁砂(轻烧镁粉)与铬矿共磨压坯在窑内烧成,用合成的镁铬砂作为原料再制砖,形成“预反应刚玉砖”。预反应刚玉砖属硅酸盐结合刚玉砖的改进型。
RH炉用镁铬耐火砖的分类及性能详解
高温烧成的镁铬砖系耐火砖(如直接结合、再结合、半再结合镁铬砖)由于具有抗低碱度渣蚀能力强的优点,已经广泛应用于精炼炉衬上。镁铬系耐火砖有许多不同的品种,砖的生产工艺、组织结构、性能差异也很大。镁铬系耐火砖按按Cr2O3含量可分为镁铬砖(Cr2O3含量为5~20%)、铬镁砖(Cr2O3含量为20~35%)和铬砖(Cr2O3含量为大于35%),按生产工艺分为烧结砖和熔铸砖等。 
由于镁铬耐火砖的品种非常繁多,有文献对其进行了归类总结: 
(1)硅酸盐结合镁铬耐火砖(普通烧成镁铬砖)。这种砖是由杂质(SiO2与CaO)含量较高的普铬矿与制砖镁砂制做成,烧成温度在1550℃左右。结构特点是:耐火物晶粒之间是由硅酸盐结合的,显气孔率较高,抗炉渣侵蚀性较差,高温体积稳定性差。 
(2)预反应镁铬耐火砖。将镁砂(轻烧镁粉)与铬矿共磨压坯在窑内烧成,用合成的镁铬砂作为原料再制砖,形成“预反应镁铬砖”。预反应镁铬砖属硅酸盐结合镁铬砖的改进型。 
(3)直接结合镁铬耐火砖。直接结合镁铬耐火材料是由杂质含量低的铬精矿与较纯镁砂制作,烧成温度在1700℃以上。其结构特点是:耐火物晶粒之间多呈直接接触,砖中方镁石(固溶体)-方镁石(固溶体)与方镁石(固溶体)尖晶石(固溶体)的直接结合程度高,因此其高温性能、抗炉渣侵蚀性好,高温体积稳定性都较普通镁铬砖好。 
(4)熔粒再结合镁铬耐火砖(电溶再结合镁铬)。用电熔方法使镁砂与铬矿(轻烧镁粉或菱镁石与铬矿)充分均匀地反应,合成结构更理想的方镁石固溶体和尖晶石固溶体镁铬原料,再结合镁铬砖就是用此原料制砖称为熔粒再结合镁铬砖。由于制耐火砖原料较纯,都需要在1750℃以上高温或超高温下烧成。其显微结构特征是尖晶石等组元分布均匀、气孔率低、耐火物晶粒之间为直接接触、耐压强度高、抗侵蚀性好、高温强度高等,但缺点是热震稳定性较差。 
(5)半再结合镁铬耐火砖。以人工合成原料做颗粒,以铬精矿与镁砂为细粉的镁铬砖都应称为半再结合镁铬砖。国内将由电熔镁铬料作颗粒,而以共烧结料为细粉或以铬精矿与镁砂粉为混合细粉,制作的镁铬砖都称为半再结合镁铬砖。其烧成温度在1700℃以上,砖内耐火物晶粒之间也是以直接结合为主,优点是抗热震性较好,抗侵蚀、抗冲刷也不错。 
(6)共烧结镁铬耐火砖(又称全合成镁铬)。用百分之百的烧结合成镁铬砂为制砖原料,再经过高温烧成所生产的镁铬砖就是共烧结镁铬。其特点是抗侵蚀性好,高温体积稳定性好等。 
(7)不烧镁铬耐火砖(或称化学结合镁铬)。化学结合不烧镁铬砖,一般采用镁砂与铬矿为制砖原料,以聚磷酸钠或六偏磷酸钠或水玻璃为结合剂压制的镁铬砖。不需高温烧成,只经200℃左右温度烘烤。由于未经高温烧成,镁砂会发生水化,不能长期存放。 
(8)熔铸镁铬制品耐火砖。采用镁砂、铬矿为主要原料,加入少量添加剂,经混合、压坯与素烧,破碎成块,进电弧炉熔融,再注入模内、退火,生产成母砖,母砖经切、磨等冷加工制成各种特定形状的制品。熔铸镁铬砖的结构特点是成分分布均匀,耐火物晶粒之间主要为直接接触,硅酸盐以孤岛状存在,砖抗熔体熔蚀、渗透与冲刷特别好,但热震稳定性差。 
镁铬耐火砖是一种含三氧化二铬的镁质耐火材料,氧化铬通过固熔于方镁石和形成低膨胀的镁铬尖晶石,可增大液相对耐火相的润湿角,提高直接结合程度,生成理想的方镁石-镁铬尖晶石-微裂纹复合结构,使镁铬质耐火砖具有良好的荷重软化温度、高温强度、抗侵蚀性、热震稳定性、较低的导热率和较好的挂窑皮性。镁铬耐火砖在现有的烧成带耐火材料中具有高的性能/价格比值,并由此成为一种被广泛使用的耐火材料。 
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