2018年我国钢产量已高达9.28亿,但钢种却只占其中的一小部分。我国铁矿石资源短缺,国际上的铁矿石价格不断上涨。很显然,这样的供求、生产方式与结构是不合理的,不仅会对环境造成影响,对资源的利用也不恰当。其出路就是压缩一般钢产量,扩大炉外精炼炉,加大对生产技术含量高和附加值高的钢种生产。而由于精炼钢生产环境对耐火材料的要求极高,使用周期一般都不高,再生产精炼钢的成本中,耐火材料的费用也占到了不小的份额。科瑞耐火砖厂通过收集整理分析炉外精炼炉用耐火材料的发展。
炉外精炼炉用耐火材料的发展,可大致分为以下几点:
1.炉外精炼炉用镁钙(MgO-CaO)砖的发展:
精炼渣中氧化铁含量少,不会导致氧化铁与MgO-CaO砖中CaO生成较多的低熔点铁酸钙,因此,烧成镁钙砖可用于炉外精炼炉。镁钙砖用于精炼炉,不会有有害元素进入钢中,适于炼洁净钢;同时没有污染环境问题。
镁钙砖的主要问题是CaO水化。加入ZrO2使MgO-CaO材料中的CaO与ZrO2形成熔点为2340℃的高熔点化合物CaO·ZrO2,从而防止MgO-CaO材料中CaO的水化。ZrO2昂贵,MgO-CaO材料中CaO含量多时,大量使用不合适。加入稀土氧化物可以抑制MgO-CaO材料水化,但纯稀土氧化物贵,且均匀化存在问题。加入添加剂虽可提高MgO-CaO材料的抗水化性,但一般都会明显地降低MgO-CaO材料的使用性能,如抗侵蚀性;此外,有的添加剂如磷酸或磷酸盐,还可能污染钢液。
看来,采用欧洲生产MgO-CaO砖的方法是较为合适的,即由超高温竖窑煅烧生产镁钙砂,然后就近制砖,再用金属箔塑料抽真空包装,用集装箱运输到使用厂家。
避免烧制好的MgO-CaO砖水化,除用金属箔塑料抽真空包装外,也可看展在适当温度下通人CO2并浸渍草酸溶液,使显露出的游离CaO转变为CaCO3与草酸钙CaC2O4的研究。
2.炉外精炼炉用直接结合镁铬砖的发展:
直接结合镁铬砖在一些炼不锈钢的炉外精炼炉如VOD、AOD以及RH真空室下部、底部、浸渍管使用效果甚好。为了进一步提高其使用周期,一些研究者开展了镁铬砖气孔微细化研究。气孔微细化不仅能提高耐火材料抗熔体的渗透性,还可以改善其抗热震性。
镁铬砖气孔微细化,除加Fe-Cr粉外,估计在镁铬砖制砖中加入Cr粉或Al粉以及Cr2O3微粉或Al2O3微粉,也能在烧成时,由于金属氧化、生成尖晶石及固溶体时的体积效应,使镁铬砖透气度降低,气孔微细化。同时加入Cr与Cr2O3微粉时,还能形成1645℃的低共熔物,因此还可以降低镁铬砖的烧成温度。
镁铬砖的主要问题,是六价铬对环境的污染。因此在生产镁铬砖时,要防止对环境的污染;使用后,要对用后残砖进行管理与处理,例如在还原气氛下,将高价铬转化为低价铬等。