镁铝尖晶石耐火浇注料在钢包上的应用,由耐火材料厂家搜集整理。
由于不同品种的钢在炼钢过程中的处理方法不同,钢包熔渣组成会有很大的差别。因此,不同的钢包内衬需要选用不同的耐火材料才能与之相适应。当选择镁铝尖晶石耐火浇注料作为钢包内衬耐火材料时,应根据不同的钢包或者同一钢包不同部位的使用条件,选择能与之相适应的镁铝尖晶石耐火浇注料品种。
对于连铸钢包来说,使用镁铝尖晶石耐火浇注料时,由于减少了来自耐火材料中的O2-和Si4+(它们都来自Al2O3-SiO2铝硅系耐火材料)所造成的钢水污染,从而大幅度地降低了钢中的夹杂物。
对于精炼钢包来说,由于主要精炼洁净钢,钢包的使用条件变得更加苛刻。因此,钢包熔池低蚀区(侧壁和包底)主要选用镁铝尖晶石/碳复合镁铝尖晶石和镁锆质耐火材料以及镁钙/镁钙碳质耐火材料。
图1 对中等碱性渣的渣蚀试验
图2 对高碱性渣的渣蚀试验
图1和图2示出了可作为我们选择钢包内衬用镁铝尖晶石耐火浇注料的依据。其中高纯的铝镁质耐火浇注料,由于采用了原位反应形成的尖晶石技术,因而它对中等碱性渣的抗侵蚀性与镁碳砖不相上下,甚至优于后者。这就表明,在这种条件下镁铝尖晶石耐火浇注料能够用于低碱性甚至中等碱性钢包渣线部位,并有可能达到常用碱性耐火材料的水平。
然而,当镁铝尖晶石耐火浇注料接触到高碱性渣时,却难以达到镁碳砖的水平,如图2所示,因为尖晶石容易被CaO熔渣所熔蚀。不过,高纯度镁铝尖晶石耐火浇注料仍然可以用于这类钢包下部侧壁、包底、冲击区和浇注水口处,而且都能获得优异的使用周期。
镁铝尖晶石耐火浇注料用于钢包,基本上都是以尖晶石合氧化物区间或者与应用Al2O3和MgO反应(利用或者抑制膨胀)有关。因为镁铝系耐火材料在使用过程中,Al2O3和MgO反应生成尖晶石时伴有体积膨胀,所以对它们在钢包内衬上的应用特别有益。
通过蚀损机理研究得出,由于熔渣与钢包内衬镁铝尖晶石耐火浇注料反应形成了一个保护层带,可使其不再被熔渣所侵蚀。在这个保护层带中,与内衬材料接触的熔渣中大部氧化物(FeO和MnO)嵌入到晶格结构形成尖晶石。熔渣中氧化铁同Al2O3反应生成FeO·Al2O3所引起的膨胀并不显著。虽然渣中CaO同Al2O3反应生成CA6时会产生很大的膨胀,但却被渣中CaO同SiO2和Al2O3反应生成CAS2和/或C2AS(取决于渣中SiO2含量)等熔点温度低于1600℃(低于钢包操作温度)的反应给均衡了。因此,钢包内衬镁铝尖晶石耐火浇注料同熔渣反应生成高熔点和低熔点物相的这种结合,为钢包工作衬提供了一个热面保护层带,从而可以使工作衬的侵蚀减至最小,实验结果表明不同熔渣组成对该类工作衬的使用周期的影响差别并不十分明显,而且都取得了较好的效果。
低蚀区内衬铝镁尖晶石耐火浇注料的蚀损机理如下:
(1)熔渣通过可行的路径(气孔、裂纹、晶界等)渗透进入铝镁尖晶石耐火浇注料中,渗透的有效性依赖于材料的物理参数,如显气孔率和气孔孔径。
(2)铝镁尖晶石耐火浇注料基质(包括细晶粒)被部分或完全溶解,提高了熔渣中Al2O3、MgO和SiO2的含量,改变了其组成和黏度。
(3)如果熔渣-(铝镁尖晶石耐火基体)系统没有被Al2O3饱和,该镁铝质浇注料骨料就会产生表面溶解,而导致熔渣成分同Al2O3的反应,以及铝酸钙相的产生。