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改善低碳镁碳砖抗热震性能

2023-09-12 09:38:44
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钢铁产业一直是我国的经济支柱型产业。随着社会的飞速发展,合金钢、低碳钢等钢种的需求越来越大,对冶金耐火材料的要求也越来越高。自二十一世纪以来,镁碳材料是冶金领域必不可少的碱性耐火材料。它被广泛用于转炉炉衬、钢包渣线等部位。相较于传统镁碳材料,低碳镁碳材料(碳含量≤8%(w))可以降低其对钢水渗碳量,缓解钢水脱碳的压力。同时,减少碳的使用量是对不可再生资源的一种保护,符合我国发展绿色工业的趋势。低碳镁碳材料在冶炼特殊钢时已得到很好的应用。

目前电炉炉墙几乎全部采用镁碳砖砌筑,因此镁碳砖的寿命决定了电炉的使用寿命,决定电炉用镁碳砖质量的主要因素包括MgO源的镁砂纯度、杂质种类、方镁石晶粒结合状态和晶粒尺寸;作为碳引入来源的鳞片状石墨的纯度、结晶程度和鳞片大小;通常选用热固性酚醛树脂作为结合剂,主要影响因素是加入量和残碳量。现在已经证明镁碳砖中添加抗氧化剂能够改变和改善其基质结构,但是在电炉正常的操作条件下使用时,抗氧化剂并不是镁碳砖必要的组成原料,

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脱碳疏松层。反应致密带也成为渣侵带,是镁碳砖脱碳形成大量气孔后高温液相熔渣渗入砖体内部的侵蚀区域。在该区域内,熔渣中FeOn被还原为金属铁,甚至固溶于MgO中的脱溶相和晶间Fe2O3也被还原为金属铁。熔渣渗入砖中的深度主要决定于脱碳疏松层的厚度,通常终止于残存石墨的地方。在正常情况下,镁碳砖中由于石墨的存在其脱碳层都是比较薄的。


电炉出钢口有出钢槽倾动出钢和炉底出钢两种方式。当采用出钢槽倾动出钢时,基本不采用镁碳砖,而选择Al2O3质或者ZrO2质,并添加C、SiC和Si3N4等非氧物。当采用炉底出钢时,出钢口则由外部套砖和内部管砖组成。炉底出钢口采用镁碳砖质管砖,管砖孔径尺寸则根据炉子容量、出钢时间等因素决定,一般内经为140260mm。


某钢厂电炉把中挡和低挡镁碳砖用在出钢口,出铜口两侧部位代替原来使用的烧结镁砖初步取得较好的效果,炉龄由60炉左右提高到了1倍多。使用后渣线部位的镁碳砖保持较完整,不粘渣。渣线部位不需补炉,即减轻劳动强度又提高钢液纯度和生产率。

实际上,对于存在结构剥落和高温剥落的RH炉用耐火材料,镁碳砖则是一种合适的耐火材料。因为在防止熔渣渗透和抗热震性方面,镁碳砖要比镁铬砖略高一等。


  镁碳砖在RH炉侧墙上使用时,其损毁的形式是在工作表面以下形成数毫米厚的脱碳层或熔渣渗入层,没有龟裂发生。这就是镁碳砖在RH炉上使用时其寿命高的主要原因。


  镁碳砖在RH炉上使用的主要问题是在冷端发生显著的氧化作用。其解决的办法有:


  (1)向镁碳砖的配料中加入金属等抗氧化剂(在这种条件下,Al比Al-Si的效果好);


  (2)在筑衬时,采用MgO结合剂进行施工,以防止镁碳砖的气相氧化作用的发生。


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