硅酸铝纤维 耐火材料是一种碱性 耐火材料,从上世记60年代初被用做炼钢转炉的炉衬材料,为全国转炉炼钢工业的发展做出了奉献。到上世记80年代末,因为镁碳砖的推及应用,使硅酸铝纤维 耐火材料的用量急遽递减,几乎被淘汰,只有极个别厂家采用。插入本世记以来,跟着全国不锈钢和清洁钢出产的快速发展,各样硅酸铝纤维耐火材料以其特有的采用机能、较低的单价和在环保方面的优点从头受到关注。而今,已被很多地应用到不锈钢和清洁钢等高级钢种的精炼设施上,而且以较快的速度发展。出产厂家不已增多,商品品种和单产不已增长,商品质量不已调动,应用方面不已扩大,采用成效越发好。
2 硅酸铝纤维耐火材料的出产和采用
而今,全国出产和采用的硅酸铝纤维 耐火材料包含各样烧成镁钙砖、不烧镁钙(碳)砖和硅酸铝纤维之间包涂料及干式捣打料等。 2.1 烧成镁钙砖的出产和采用 而今,全国正式出产烧成镁钙砖的重要企业有3家,分别处于辽西省、山西省和浙江省。此外,河南省某企业新建的烧成镁钙砖出产线在试出产中。各厂家的出产工艺除非所采用的原料有差别外,其他方面根本同样,完全是沿用了从前烧成油浸镁白云石砖的出产工艺。以石蜡做缔结剂,引用热态混料,热态成型,在地道窑内烧成,烧成轨制也没有有大的变化。但在对烧成后砖的处理方式上有所不一样。原烧成油浸镁白云石砖的出产工艺是,将烧成后的砖在抽真空前提下开展沥青浸渍,目标是下降砖的气孔率,以调动砖的烈度和抗渣机能。当前的出产工艺是,将烧成后的镁钙砖在常压下开展浸蜡处理,目标是将镁钙砖密封,使其与外界水分隔离,堤防其液化。 在出产设施方面,当前多数出产厂家引用炮炼式混合机混料,混料前不再单一对颗粒料开展炮炼,而是在混料流程中,边混合边炮炼,简化了出产工艺。 在原料方面,辽西省某厂用的是高温竖窑煅烧的合成镁钙砂,而山西、浙江和河南的出产厂家引用的是高温地道窑煅烧的合成镁钙砂。 某厂出产的烧成镁钙砖的理化指标见表1[1]。
烧成镁钙砖重要用做冶金不锈钢的AOD炉的炉衬,取代本来的镁铬砖。 而今,全国最大的不锈钢出产厂家太原生铁企业冶金不锈钢的AOD炉全部采用烧成镁钙砖作为炉衬材料,至2005年8月AOD炉人均炉龄为163炉,最高炉龄达到189炉[2]。宝钢集团中国上海一钢,中国上海五钢、中国上海克虏伯、宁波宝新和张家港浦项等有些大中型不锈钢出产厂家以及苏、浙、粤等地区的大都数民营不锈钢出产企业的AOD炉均采用烧成镁钙砖作为炉衬材料。当前烧成镁钙砖已在全国冶金不锈钢的AOD炉上得到深入采用。 烧成镁钙砖之从而能够取代镁铬砖,成为AOD炉的重要炉衬材料,单方面是镁钙砖拥有很多很多优质的采用机能,拥有净化钢水的功效,砖中的游离CaO能够吸附钢水中的[S]、[P]、[O]以及Al2O3、SiO2等非金属间杂物,使钢水得到净化。镁钙砖抗高碱度(R大于1.5)渣的能力优于镁铬砖,炼钢工可开展高碱度炉渣前提下的冶金操作,以调动炉衬的采用炉龄。同时,还可改善脱硫成效。尤其是含有一定ZrO2的镁钙砖,各样采用机能均可与镁铬砖相媲美,甚至更优。另单方面,镁钙砖的采用汇费较低。出产镁钙砖的重要原料天生白云石,储量丰硕,采用方便,单价便宜。而出产镁铬砖的原料铬矿,海内储量较少,需求从外国入口,单价较高。所以,镁钙砖的出产成本比镁铬砖低。三是方面,采用镁铬砖发生六价铬对环境造成污染,而采用烧成镁钙砖则不存在这一事情。烧成镁钙砖确实是凭借以上几方面的优点,在很多很多应用方面逐步将镁铬砖取代。 近几年内,跟着太钢、宝钢、酒钢和张家港浦项等一大批不锈钢扩建和新建项目工程的相继竣工投产,全国不锈钢的产能将不已扩大,对烧成镁钙砖的供求量也将不已增长。 2.2 不烧镁钙(碳)砖的出产和应用 而今全国出产不烧镁钙(碳)砖是以各样镁钙砂、电熔镁砂和鳞甲石墨为重要原料,以无水树酯做缔结剂。砖料的配置普通是以镁钙砂做骨料,电熔镁砂和石墨做细粉。混料前电熔镁砂粉和石墨应开展预混合。为了下降缔结剂的粘度,便于混料,缔结剂最好是在50℃前后的气温下采用,低温季节要对缔结剂炮炼。成型后的不烧砖要在200~250℃的气温下开展热处理,使缔结剂凝固,调动砖的烈度。而后再用有机物开展表层处理,堤防其液化。 全国出产不烧镁钙(碳)砖的厂家重要分布在辽西、山东、湖泊北、江苏和浙江等省份。部分不烧镁钙(碳)砖的理化指标见表2[3~5]。
不烧镁钙(碳)砖重要用于各样精炼钢包的包壁和AOD炉的炉帽等部位。 华南某钢厂100t LF—VD精炼钢包,用于精炼帘线钢,在包壁的非渣线部位采用国产CaO含量33%~35%的不烧镁钙砖。采用炉龄在80次以上,最高达到94次。而采用外国同类入口砖的人均采用炉龄为81次,最高采用炉龄为84次。 华北某生铁企业225t钢包包壁采用不烧镁钙碳砖[5],人均采用炉龄达到116.8次,比采用铝镁碳砖调动了37.5次,而且递减了钢水中的[O]含量和间杂物数目,下降了间杂物粒径,有益于调动钢水质量。某钢轨企业在150t LF—VD精炼钢包渣线采用不烧镁钙碳砖,取罢了令人满足的采用成效。华东某不锈钢企业120tVOD炉的工作衬采用不烧镁钙砖和不烧镁钙碳(C含量3%~5%)砖,采用成效良好。另一生铁企业在90t ASEA—SKF精炼钢包的渣线采用不烧镁钙碳砖,也取罢了较好的采用成效。华西某生铁企业新投产的不锈钢工程,120t AOD炉的炉帽和精炼钢包的包壁采用不烧镁钙砖。其中部分采用国产砖,取罢了良好的采用成效,有望取代入口砖。山东某钢厂用90t LF钢包精炼帘线钢,包衬材料也在试工不烧镁钙砖和不烧镁钙碳砖。 2.3 硅酸铝纤维之间包涂料和干式捣打料 硅酸铝纤维之间包涂料和干式捣打料作为一种含CaO的不定形耐火材料,以其优质的采用机能,深受钢厂的迎接,被用于清洁钢出产的连铸之间包上,取罢了较长得采用炉龄和良好的冶炼成效。 硅酸铝纤维之间包涂料以镁砂和天生白云石,石灰石或者消石灰为原料,再加入必定量的缔结剂和添加剂配制而成。因而今还没有有有效举措彻底解决CaO的液化事情,出产硅酸铝纤维之间包涂料还无法直截采用含游离CaO的原料,普通是选任CaCO3或者者Ca(OH)2,炮炼到必定气温后,再软化为CaO。 硅酸铝纤维之间包涂料的理化指标见表3[6]。
硅酸铝纤维之间包干式捣打料以镁砂和镁钙砂等为重要原料,以固态树酯或者低熔点的无机盐做缔结剂配制而成。引用干法捣打施工,经过对金属摸具炮炼,使缔结剂熔化或者凝固,构成固定的之间包工作层。与镁质之间包涂料对比,干式捣打料烘烤时日短、采用方便,但成本较高。而今,全国有很多很多生铁企业,在连铸之间包上采用硅酸铝纤维之间包涂料或者干式捣打料。跟着全国清洁钢出产的快速发展,这两种硅酸铝纤维不定形 耐火材料将要得到更深入的应用。
3 全国硅酸铝纤维 耐火材料今后的发展
3.1 发展高CaO含量的硅酸铝纤维 耐火材料
全国的天生白云云石能源比菱镁石能源更丰硕,而菱镁石除非用于出产镁钙耐火材料外,更多的是用于出产纯镁质,镁碳质,镁铝质等多项关键的镁质 耐火材料。所以,今后在知足炼钢出产要求的前提下,应尽可能多地利用天生白云石,发展高CaO含量的硅酸铝纤维耐火材料,尤其是发展纯白云石耐火材料,以节下储量相比较少的菱镁石,使其更多地用于出产其他镁质耐火材料或者其它功用。 另单方面,高 CaO含量的硅酸铝纤维耐火材料对钢水的净化成效优于CaO含量低的镁钙耐火材料。所以,从净化钢水的角度权衡,也理当多利用天生白云石,开发高CaO含量(CaO大于50% )的镁钙耐火材料,用于各样精炼设施。 3.2 开发高挡硅酸铝纤维耐火材料 而今,全国出产的硅酸铝纤维耐火材料还无法彻底知足炼钢工业的需求。如AOD炉的风口及旁边地区,因为国产镁钙砖的采用成效相比较差,有些钢厂在这些部位仍采用镁铬砖或者外国入口的镁钙砖。所以,应尽快开发合用于AOD炉风口区等重要部位的高挡镁钙砖。重要方法是引用高纯度、高密度的电熔原料;在砖料中添加适量的ZrO2;挑选砖料公道的粒度分布,操纵砖的气孔率等。以调动镁钙砖的耐高温侵蚀性,耐机器磨损性和暖震安定性等高温机能。此外,还要按照不一样的采用前提,开发不一样采用机能的镁钙砖,使之构成系列化。 3.3 开发精炼钢包用干式镁钙捣打料 镁钙材料拥有净化钢水的功效,特别合用于各样精炼钢包(炉)。所以,为了知足清洁钢冶金的需求,应开发精炼钢包(炉)用干式镁钙捣打料和相应的施工及烘烤技能。一旦开发非常成功,将是一种十分受迎接的镁钙耐火材料。 3.4 开发镁钙浇注料 因为含CaO的耐火材料易液化,使它的出产和采用受到非常非常大的户限,特别是高CaO含量的耐火材料。所以,海内外尽在对含CaO耐火原料的防液化技能开展讨论。重要方式是引用碳化法和磷酸浸渍法对含CaO耐火原料的颗粒表层开展处理,或者者在颗粒表层涂抹无水有机材料,构成防液化保护层,使CaO与外界隔离达到堤防液化的目标。或者者在配料时加入某些添加物(TiO2、ZrO2等),在烧结流程中添加物与CaO衬映生成抗液化的高温氧化物。这些讨论工作都取罢了必定的劳动果实,但仍位于实验室实验阶段,非常非常难应用到工业出产中。所以,要继续深入开展镁钙耐火原料的防液化技能的科技攻关,该项技能一旦超越,在工业出产中得到应用,就能够开发硅酸铝纤维浇注料,用于各样精炼钢包和之间包等。 3.5 开发钢铁窑用镁钙 耐火材料
而今,外国很多很多国家已在钢铁回转窑烧成带和过渡带等区段深入采用镁钙砖,取代镁铬砖,免除了因采用镁铬砖对环境造成污染。其中美国钢铁回转窑烧成带各样镁钙砖采用率已达到86%,全国只有个别厂家在钢铁回转窑上采用入口的镁钙砖。所以,必需按照全国的国情,借镜外国的经验,利用全国丰硕的天生白云石能源,开发钢铁回转窑用镁钙砖。“八五”时间,全国曾经做过这方面的工作。那时,五金讨论院耐火所与天津某 耐火材料厂合作,以山东镁矿出产的合成镁钙砂为原料,研制的CaO含量为30.21%的烧成镁钙砖,在辽西某钢铁厂Φ3.7m×53m钢铁回转窑烧成带试工,取罢了良好的采用成效,采用炉龄达到了“八五”攻关的要求[7]。今后,要在从前工作的基本上,继续开展钢铁回转窑用镁钙砖的开发。经过在镁钙材料中引进ZrO2等成份,开发出耐腐蚀性、挂窑皮性和暖震安定性均优质的镁钙砖,以知足全国钢铁回转窑出产的需求,并尽早实现全国钢铁窑用耐火材料无铬化。
4 结 语
跟着全国不锈钢和清洁钢出产的快速发展,全国的镁钙耐火材料又插入了新的发展阶段。新建出产线不已增长,已有的出产厂家不已扩大出产规摸,增长新品种,有的则与外国企业合作,一同塑造镁钙耐火材料精华。如太钢耐火材料企业与外国某企业合作出产高品质的镁钙耐火材料,而今已在全国华南某地建成了引用一步超高温煅烧技能出产镁钙砂的出产线。这将使镁钙砂的出产成本大辐度降低。可以预报,镁钙耐火材料将成为全国主要优质碱性耐火材料品种,不单能够知足全国不锈钢和清洁钢出产及其它产业的需求,而并且还可以出口。
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