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炼钢感应炉用耐火材料的种类及性能

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炼钢感应炉用耐火材料的种类及性能

发布日期:2017-12-04 00:00 来源:http://www.zzkrnc.com 点击:

感应炉炼钢方法按耐火材料性质分为酸性冶炼和碱性冶炼法。酸性冶炼法冶炼时造酸性渣。所以耐火材料主要为石英砂和锆英石,其打结、烘烤、烧结过程与冶炼铸铁相近。石英砂或者锆英砂炉衬一般用于低碳钢或者低合金钢的冶炼。碱性冶炼法冶炼时造碱性渣,所以耐火材料为中性、碱性耐火材料或者石墨坩埚等,适用于高合金钢、特殊钢、精密合金钢等钢种的冶炼,在历史上,有多重系列耐火材料用于感应炉内衬,其中SiO2质和锆英石质由于酸性曾经偶尔被采用,并延续至今,但更流行的感应炉炼钢用耐火材料主要是高铝质、MgO—CaO质和由Spinel 组成的耐火材料。

炼钢感应炉用耐火材料的种类及性能

感应炉由于功能的多样化,需要多种高性能耐火材料与之相适应。也就是说,高铝砖等耐火材料在感应炉中的应用,不仅需考虑炉型、炉体结构和熔炼工艺,而且也要考虑耐火材料的材质及其从常温到工作温度之间的矿物相、物理性能变化过程和变化机理:同时还要根据应用要求,特别是革新设备的应用要求进行耐火材料的选择和材料性能的改进。

当采用酸性炼钢法时,由于冶炼时造酸渣,所以无芯感应炉里衬主要采用石英砂(有时也选用锆英石),其筑衬方法、烘烤制度和烧结过程与冶炼铸铁时几乎相同。

当采用碱性炼钢法炼钢时,内衬则选用中性或碱性耐火材料以及石墨坩埚等。这种冶炼方法主要适用于高合金钢、特种钢、精密合金钢等。

碱性炼钢,由于石灰、萤石和各种铁合金(硅铁、锰铁、铬铁和钼铁等)的加入,同熔炼铸铁相比,熔渣成分复杂,润湿性大,冶炼温度高,对耐火材料的侵蚀严重。其中小型感应炉普遍采用鎂质耐火材料筑衬。然而,由于MgO的膨胀系数大,抗热震性差,而且存在容易被熔渣渗透,导致结构剥落的问题,因而不适于大容量、间歇性操作感应炉的使用条件。为了能与大容量、间歇性操作的感应炉的使用条件相适应,可向镁砂中添加适量的AL2O3细粉,利用反应:MgO + AL2O3 → MgO · AL2O3(Spinel)生成Spinel来抑制龟裂。或采用MgO-Spinel质干式打结料,利用Spinel的低热膨胀性缓冲高温应力,提高内衬的抗热震性。这类MgO + AL2O3质或MgO-Spinel质耐火材料属于MgO - AL2O3系统。这些混合料经高温受热后,其矿物相均为方镁石和尖晶石,2050℃以上则为方镁石和液相,因而具有优异的高温性能。

在炼钢应用炉日趋大型化和高功率化的今天,重点则采用AL2O3基耐火材料并尽量提高其使用性能。由于“配料熔炼”(使用直接还原铁球作添加料等)无芯感应炉的侵蚀性环境和极严峻的热震条件,必须向AL2O3基耐火材料中配入MgO 、铬矿包括(Cr2O3粉)和与合成Spinel等,以优化材料的性能。


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