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超低氧钢(或干净钢)轻质保温砖用钢包任务衬耐火材料的开展

编辑:保温砖 时间:2021-04-02 浏览:
在2021年4月2日星期五超低氧钢(或干净钢)轻质保温砖用钢包任务衬耐火材料的开展:高铝砖系、碳复合系、高纯铝镁系和氧化钙系耐火材料虽然满足了使用寿命的要求,但都无法真正完成对钢水的干净化和无污染. 基于此,钟香崇院士等国内外知名学者提出将来冶金耐火材料应该从单一的优良热机械性能向功能化方向开展,即:(1) 耐钢水侵蚀性好; (2) 资料具有能吸附、改性以及促进夹杂物去除等污染钢水的功用.基于此,国内外在钢包任务衬用耐火材料方面次要围绕资料组分选择和构造优化展开相应的任务。
 
从热力学上讲,耐火氧化物与钢水在低温下存在一个氧势均衡,氧势的大小对钢水洁净度有重要影响,这次要是因为氧势高易形成钢水增[O],从而构成非金属夹杂物. 基于此,陈肇友与 Bannen-berg辨别从实际计算和实验上零碎研讨了不同的耐火材料组成对钢水增[O]作用. 基于他们的研讨结论并综合思索资料的功能和本钱,Al2 O3、MgO、CaO 或许 MgO·Al2 O3 等组分更适宜作为钢包衬耐火原料。
 
明白适合的耐火原料组分后,若耐火原料间只是复杂的机械复合,山东耐火砖即便是稳定性良好的高纯铝镁系耐火材料,仍不可避免存在向钢水中引入一系列夹杂物的能够。至于污染钢水的功用,传统的氧化钙系耐火材料并没有很好地解决 CaO暴露而招致的易水化的成绩。因而,如何发扬各组分作用的关键在于资料构造的优化,即耐火材料中的Al2O3、MgO、CaO 不是复杂的机械组合而是以化合物或固溶体的方式在分子、原子尺度上结合。为了完成上述目的,资料研究者运用古代相关实际和技术停止了少量的尝试。例如采用纳米技术引入氧化铝和氧化镁微粉以改善资料不同相的界面结合; 使用数理方程停止最严密堆积计算和树立延续尺寸颗粒分形散布模型等办法来进步资料的致密度; 应用氮化工艺制备MgAl2O4 --MgAlON资料,提升资料的低温机械性能和熔渣浸透,增加对钢水的净化等。但是这些尝试并未获得实质性打破。
 
近来,Chen等提出了 CaO·xMgO·( 6 + x) Al2O3的“三元原料”的概念,其组成基于MgO· Al2 O3 ( MA) 和 CA6两种组元。为了将具有钢水净化功用的CaO引入,他们进一步分解了 CaMg2 Al16 O27 ( CM2 A8 ) ,该资料可以看做是磁铅石基块M( CA6 )和尖晶石基块S( MA) 在C轴向按( MS) n方式堆积的。应用较为疏松CM2 A8停止抗渣实验,后果如图1所示。可以看出资料与熔渣等反响时不释放游离的Al2O3 和 MgO,而是在反响界面崩溃释放出CA2、 CaO·Al2 O3 ( CA)及MA,随着持续反响继续停止,CA将逐步转变为 C12A7,该组分具有潜在钢水净化功用; 而熔点绝对较高的MA和CA2则无效地阻止熔渣持续向外部浸透,使得耐火材料具有继续运用的潜力。

CM2 A8抗渣侵蚀后的扫描电镜照片

图 1 CM2 A8抗渣侵蚀后的扫描电镜照片

为证明 CA6资料在钢水精炼方面的可行性。基于CA6制备出了Al2O3 --MgO·Al2 O3 --CaO·6Al2 O3( AMC) 复相资料,并在国际某钢厂200 t 汽车板钢精炼钢包中停止了实验,结果表明该资料展现出了良好的抗渣腐蚀功能,可以将原来刚玉尖晶石浇注料的30炉次使用寿命进步到 40 ~ 50 炉次.上述超低氧钢( 或干净钢) 用钢包任务衬用耐火材料的开展为高品质钢的进一步开展提供了研讨方向,但是想要完成此类资料的工业推广应用,科研工作者和冶金技术人员还需求付出继续的努力。可以预见,功能性新型钢包任务衬用耐火材料将在将来高尖端钢种的消费进程扮演十分重要的角色!
 
随着炉外精炼在超低氧钢(干净钢) 冶炼进程所占比重的提升,保温材料生产厂家钢包任务衬用耐火材料具有污染钢水的功用越来越重要。为此,经过对现有钢包任务衬用耐火材料研讨现状的汇总、剖析,提出了新型耐火材料设计和开展的方向和重点。
 
(1) 耐火原料的选择上要统筹低氧势和低成本,确保在不向钢水增[O]和[C]的前提下,其本钱允许在钢厂工业化推行。
 
(2) 资料设计方面要摒弃以往只基于自然原料机械混合的思绪,要从成分调控、构造婚配等角度完成资料性质的准确控制,制备出新型的钢包任务衬用耐火材料。
 
(3) 钢包任务衬用耐火材料在退役进程,在生成可抵挡后续腐蚀致密层的同时,要有一定量的相似于C12 A7 等精炼剂组分,有助于吸附钢水中夹杂物,到达污染钢水的目的。

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