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镁钙砖的抗剥落性能

编辑:保温砖 时间:2022-07-23 浏览:311

镁钙砖在使用过程中,保温材料 工作端由于收到炉温变化和炉渣渗透等破坏作用发生


根据产生的原因,镁钙砖的剥落分为热剥落和结构剥落。

热剥落是镁钙砖在使用过程中,由于炉温周期性地急剧变 化而引起的工作面剥落。

镁钙砖所服役的AOD炉、VOD炉和LF炉等精炼设备,均为间歇操作,炉温变化频繁,变化幅度 大。

如AOD炉精炼不锈钢时,在兑入钢水前炉温降至1300℃左右,保温浇注料 氧化脱碳期炉温最高可达1750℃,还原期炉温约在165 0℃。

另外,每次加入炉料都会造成炉温下降。在整个精炼过程中,炉温如此频繁和大幅度的变化,必然在镁钙砖工作端内 部产生热应力,在热应力的作用下产生裂纹,随着裂纹的增加和扩展,镁钙砖的工作端出现开裂,进而发生剥落。

结构剥落是高温炉渣通过气孔和裂纹渗入到镁钙砖的内部,在砖的工作端形成一定厚度的变质层,在炉温急剧变化 时,由于变质层各矿物之间、变质层与原砖层之间热膨胀性能的差别,在变质层内部、变质层与原砖层之间产生不同方向 的裂纹,

随着裂纹不断增加和扩展,导致变质层不断剥落。 与其他镁质耐火制品(如镁砖、镁铬砖等)相比,镁钙砖具有更优良的抗剥落性能。这是因为镁钙砖中的CaO在高温 下具有较大的蠕变性,能够缓冲由于温度急剧变化在砖内部产生的热应力,抑制砖内部裂纹的产生和扩展,

提高了镁钙砖 抗热剥落的能力。

另一方面,镁钙砖中的CaO与炉渣中的SiO2反应生成高熔点的矿物,保温厂家 提高了炉渣的黏度,使炉渣更难于 渗入到砖的内部,使变质层减薄,提高了镁钙砖的抗结构剥落性能。因此,提高镁钙砖的CaO含量,尤其是提高基质中的Ca O的含量,并使其在基质中均匀分布,可显著提高镁钙砖的抗剥落性能。

如上世纪80年代,日本旭玻璃公司和日新钢铁公 司周南钢铁厂,共同研制出一种VOD炉用CaO-MgO-白云石砖[2],即向MgO-白云石砖的基质中添加高纯电熔CaO砂细 粉,改进了砖的耐热剥落性能和耐结构剥落性能。

在45t VOD炉上使用,比原MgO-白云石砖寿命延长50%。

该砖的主 要理化指标为:MgO51.3%,CaO46.5%,SiO20.5%,Al2O30.2%,Fe2O30.9%,显气孔率10.8%,常温耐压强度69MPa,体 积密度3.04g/cm3。 镁钙砖内的气孔可缓冲镁钙砖内的热应力,阻止裂纹的产生和进一步扩展,有利于提高镁钙砖的抗热剥落性能。

但 是镁钙砖内的气孔,特别是贯通气孔使炉渣更容易渗入到砖的内部,形成较厚的变质层,加快了镁钙砖发生结构剥落。

因 此,镁钙砖内的气孔对其抗剥落性能的影响具有两重性,在实际应用中,应综合考虑多方面的因素,确定镁钙砖的气孔率,以 取得更好的使用效果。用于AOD炉的烧成镁质白云石砖的气孔率控制在10%~12%为宜。

在生产镁钙砖时,增加大颗粒配比,适当减小中颗粒和细粉的配比,可提高镁钙砖的抗剥落性能。 在镁钙砖的粉料中添加适量的ZrO2细粉,在基质中生成高熔点矿物CaZrO3,能有效阻止裂纹的产生,提高镁钙砖的 韧性和抗剥落性能。