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镁碳砖在钢铁冶金行业的应用情况
来源: | 作者:jade | 发布时间: 2021-10-12 | 406 次浏览 | 分享到:

营口嘉德耐火材料有限公司是一家集研发、生产、销售、服务于一体的高科技综合性生产企业。本公司生产的电熔镁砂、重烧镁砂、轻烧镁粉、中档镁砂、高纯镁砂、大结晶等系列产品质量稳定,纯度高,活性好等特点,广泛应用于造纸、化工、橡胶、医药、畜牧业、耐火材料、建材等行业,销售网络遍布国内市场,并远销海外多个国家。

镁碳砖由于其具有优越的耐高温、抗渣侵蚀能力、好的热震稳定性,非常适合钢铁冶炼的要求。利用碳素材料难于被炉渣、钢液润湿和镁砂的高耐火特性、高的抗渣性和耐溶性、高温蠕变小等性质,镁碳砖被应用在蚀损严重的渣线及出钢口等部位。到目前为止,由于在炼钢过程中大量使用镁碳砖,并改进了钢铁冶炼工艺,已经创造了巨大经济效益。

1、在转炉炉衬上镁碳砖的使用情况

由于转炉工作衬各部位的使用条件是不同的,因而镁碳砖的使用效果也是不一样的。

炉衬炉口部位不断受到冷态和热态钢液的冲击,所以用于炉口的耐火材料必须要耐高温熔渣和高温废气的冲刷,并且不易挂钢而且易于及时清理。炉帽部位不仅受到严重的渣蚀作用,同时还要经受急冷急热温度变化,以及由于碳的氧化的高温气流和尘土高温废气的冲刷综合作用,故使用抗渣侵蚀性和抗剥落性强的镁碳砖。装料侧要求镁碳砖除了具有较高的抗渣侵蚀性能,还要具有很高的高温强以及具有相当好的抗剥落性能,因此通常使用加入金属防氧化剂的高强度镁碳砖,研究表明,加入金属铝的镁碳砖在较低温度时的高温强度较复合添加金属铝和金属硅的试样低,而在高温下,其高温强度反而增高。渣线是炉衬耐火材料、高温熔渣以及炉气三相交界处,是受到渣蚀最严重的部位,因此需要砌筑具有优良抗渣侵蚀性的镁碳砖,渣线部位需要碳含量较高的镁碳砖。

2、在电炉上镁碳砖的使用

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,而只有用于高FeOn炉渣的电弧炉,如使用直接还原铁或有不规则氧化的部位以及电炉热点部位,添加各种金属抗氧化剂才能成为镁碳砖的重要组成部分。

渣线部位用镁碳砖的蚀损行为表现为形成明显反应致密层和脱碳疏松层。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。

3、铝镁碳砖在钢包上的使用情况

MgO-C砖用于精炼钢包炉和钢包时,主要用在净空和渣线等部位。根据操作条件,这些部位要求所用的耐火材料必须具有耐高温、耐热震、抵抗熔渣侵蚀等引起的机械蚀损。所以过去这些部位曾经选用镁铬系耐火材料,但是考虑到铬对环境有污染,其用量减少了,现在则选用镁碳砖。

由于预热过程新钢包中的镁碳砖会严重损毁,疏松脱碳层可以达到3060mm厚。这一层带在注入钢水过程中既被冲掉而将镁砂粒带进熔渣之中。显然,防止镁碳砖中的碳在预热时被烧掉便成为提高钢包净空和渣线部位的镁碳砖使用寿命的重要步骤之一。其技术措施,除了向镁碳砖中配入复合防氧化剂之外,关键是在砌衬之后应将镁碳砖的表面用含碱的低熔玻璃相液体盖上,以保护镁碳砖中的碳在钢包的预热过程中不被烧掉。