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鎂碳磚在鋼鐵冶金行業(yè)的應(yīng)用情況
發(fā)布日期：2024-10-24 訪問量：34786上栗鎂碳磚由于其具有優(yōu)越的耐高溫、抗渣侵蝕能力、好的熱震穩(wěn)定性，非常適合鋼鐵冶煉的要求。利用碳素材料難于被爐渣、鋼液潤濕和鎂砂的高耐火特性、高的抗渣性和耐溶性、高溫蠕變小等性質(zhì)，鎂碳磚被應(yīng)用在蝕損嚴(yán)重的渣線及出鋼口等部位。到目前為止，由于在煉鋼過程中大量使用鎂碳磚，并改進(jìn)了鋼鐵冶煉工藝，已經(jīng)創(chuàng)造了巨大經(jīng)濟(jì)效益。
1、在轉(zhuǎn)爐爐襯上鎂碳磚的使用情況
由于轉(zhuǎn)爐工作襯各部位的使用條件是不同的，因而鎂碳磚的使用效果也是不一樣的。
爐襯爐口部位不斷受到冷態(tài)和熱態(tài)鋼液的沖擊，所以用于爐口的耐火材料必須要耐高溫熔渣和高溫廢氣的沖刷，并且不易掛鋼而且易于及時清理。爐帽部位不僅受到嚴(yán)重的渣蝕作用，同時還要經(jīng)受急冷急熱溫度變化，以及由于碳的氧化的高溫氣流和塵土高溫廢氣的沖刷綜合作用，故使用抗渣侵蝕性和抗剝落性強(qiáng)的鎂碳磚。裝料側(cè)要求鎂碳磚除了具有較高的抗渣侵蝕性能，還要具有很高的高溫強(qiáng)以及具有相當(dāng)好的抗剝落性能，因此通常使用加入金屬防氧化劑的高強(qiáng)度鎂碳磚，研究表明，加入金屬鋁的鎂碳磚在較低溫度時的高溫強(qiáng)度較復(fù)合添加金屬鋁和金屬硅的試樣低，而在高溫下，其高溫強(qiáng)度反而增高。渣線是爐襯耐火材料、高溫熔渣以及爐氣三相交界處，是受到渣蝕最嚴(yán)重的部位，因此需要砌筑具有優(yōu)良抗渣侵蝕性的鎂碳磚，渣線部位需要碳含量較高的鎂碳磚。
2、在電爐上鎂碳磚的使用
目前電爐爐墻幾乎全部采用鎂碳磚砌筑，因此鎂碳磚的壽命決定了電爐的使用壽命，決定電爐用鎂碳磚質(zhì)量的主要因素包括MgO源的鎂砂純度、雜質(zhì)種類、方鎂石晶粒結(jié)合狀態(tài)和晶粒尺寸;作為碳引入來源的鱗片狀石墨的純度、結(jié)晶程度和鱗片大小;通常選用熱固性酚醛樹脂作為結(jié)合劑，主要影響因素是加入量和殘?zhí)剂俊，F(xiàn)在已經(jīng)證明鎂碳磚中添加抗氧化劑能夠改變和改善其基質(zhì)結(jié)構(gòu)，但是在電爐正常的操作條件下使用時，抗氧化劑并不是鎂碳磚必要的組成原料，而只有用于高FeOn爐渣的電弧爐，如使用直接還原鐵或有不規(guī)則氧化的部位以及電爐熱點(diǎn)部位，添加各種金屬抗氧化劑才能成為鎂碳磚的重要組成部分。
渣線部位用鎂碳磚的蝕損行為表現(xiàn)為形成明顯反應(yīng)致密層和脫碳疏松層。反應(yīng)致密帶也成為渣侵帶，是鎂碳磚脫碳形成大量氣孔后高溫液相熔渣滲入磚體內(nèi)部的侵蝕區(qū)域。在該區(qū)域內(nèi)，熔渣中FeOn被還原為金屬鐵，甚至固溶于MgO中的脫溶相和晶間Fe2O3也被還原為金屬鐵。熔渣滲入磚中的深度主要決定于脫碳疏松層的厚度，通常終止于殘存石墨的地方。在正常情況下，鎂碳磚中由于石墨的存在其脫碳層都是比較薄的。
電爐出鋼口有出鋼槽傾動出鋼和爐底出鋼兩種方式。當(dāng)采用出鋼槽傾動出鋼時，基本不采用鎂碳磚，而選擇Al2O3質(zhì)或者ZrO2質(zhì)，并添加C、SiC和Si3N4等非氧物。當(dāng)采用爐底出鋼時，出鋼口則由外部套磚和內(nèi)部管磚組成。爐底出鋼口采用鎂碳磚質(zhì)管磚，管磚孔徑尺寸則根據(jù)爐子容量、出鋼時間等因素決定，一般內(nèi)經(jīng)為140260mm。
3、鋁鎂碳磚在鋼包上的使用情況
MgO-C磚用于精煉鋼包爐和鋼包時，主要用在凈空和渣線等部位。根據(jù)操作條件，這些部位要求所用的耐火材料必須具有耐高溫、耐熱震、抵抗熔渣侵蝕等引起的機(jī)械蝕損。所以過去這些部位曾經(jīng)選用鎂鉻系耐火材料，但是考慮到鉻對環(huán)境有污染，其用量減少了，現(xiàn)在則選用鎂碳磚。
由于預(yù)熱過程新鋼包中的鎂碳磚會嚴(yán)重?fù)p毀，疏松脫碳層可以達(dá)到3060mm厚。這一層帶在注入鋼水過程中既被沖掉而將鎂砂粒帶進(jìn)熔渣之中。顯然，防止鎂碳磚中的碳在預(yù)熱時被燒掉便成為提高鋼包凈空和渣線部位的鎂碳磚使用壽命的重要步驟之一。其技術(shù)措施，除了向鎂碳磚中配入復(fù)合防氧化劑之外，關(guān)鍵是在砌襯之后應(yīng)將鎂碳磚的表面用含堿的低熔玻璃相液體蓋上，以保護(hù)鎂碳磚中的碳在鋼包的預(yù)熱過程中不被燒掉。
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