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RH炉用耐火材料详解

发表时间: 2019-06-04 21:34:19

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用于 RH炉用耐材装置顶部和上部槽内的耐火材料,由于不与钢水和熔渣直接接触,与下部相比一般损毁都较少


用于 RH炉用耐材装置顶部和上部槽内的耐火材料,由于不与钢水和熔渣直接接触,与下部相比一般损毁都较少。中间部分由于接触钢水和熔渣侵蚀或者由于高温剥落,使耐火内衬遭到损毁。下部槽包括浸渍管的耐火内衬是 RH 装置的高腐蚀区,它往往决定着 RH 炉的使用寿命,因此下部槽的内衬应选用高温烧成直接结合镁铬砖。炉身下部损伤***严重的部位是环流管,因为衬里的结构限制了它的厚度,而且复杂形状的耐火制品还需经两次加热,所以没有一种耐火材料有足够的使用寿命。此外,在 RH-OB炉中,OB对耐火材料的使用也有重要的影响,在采用上部喷枪法时,耐材受到吹入的氧气与钢水中铁元素生成的氧化物及高温反应气体侵蚀,尤其是生成氧化物会迅速地侵蚀耐火材料工作面,因此需选用Cr2O3含量高的 MgO-Cr2O3砖才会有较高的使用寿命,而暴露在高温气体下部选用Cr2O3含量低的 MgO-Cr2O3 砖会有较好综合使用性能。 

 RH 真空脱气炉初只是作为脱气装置,当时的耐火材料内衬主要采用粘土砖、高铝砖。现在,RH 炉功能已经扩展了到了吹氧和喷粉,内衬耐火材料的适用条件变得更为苛刻,因此选用耐火材料。特别是随着特种钢的产量增加,正在大力推广增大环流量,大量吹入气体的方法,以进行超低碳钢的稳定生产和高速处理。加大环流量使耐火材料内衬磨损增加;增加冷风吹入量造成了高温剥落;钢包熔渣吸入量增加又加大了结构剥落和侵蚀,所有这些因素都将导致内衬材料的损毁加剧。因此,现在的 RH/RH-OB 内衬以直接结合镁铬砖为主流,而在 RH/RH-OB 内衬吹氧口周围使用半结合或再结合镁铬砖,一部分使用镁碳砖。 

1、RH 炉用镁铬砖 高温烧成的镁铬砖系耐火材料如直接结合、再结合、半再结合镁铬砖由于具有抗低碱度渣蚀能力强的优点,已经广泛应用于精炼炉衬上。镁铬系砖有许多不同的品种,砖的生产工艺、组织结构、性能差异也很大。镁铬系砖按按Cr2O3含量可分为镁铬砖Cr2O3 含量为520、铬镁砖Cr2O3含量为 2035和铬砖Cr2O3含量为大于35,按生产工艺分为烧结砖和熔铸砖等。据河南耐火材料厂专家介绍由于镁铬砖的品种非常繁多,有文献对其进行了归类总结:

(1)结合镁铬砖普通烧成镁铬砖这种砖是由杂质SiO2 与 CaO含量较高的普铬矿与制砖镁砂制做成,烧成温度在 1550℃左右。结构特点是:耐火物晶粒之间是由***盐结合的,显气孔率较高,抗炉渣侵蚀性较差,高温体积稳定性差。

(2)预反应镁铬砖。将镁砂轻烧***与铬矿共磨压坯在窑内烧成,用合成的镁铬砂作为原料再制砖,形成“预反应镁铬砖”。预反应镁铬砖属***盐结合镁铬砖的改进型。

(3)直接结合镁铬砖。直接结合镁铬耐火材料是由杂质含量低的铬精矿与较纯镁砂制作,烧成温度在1700℃以上。其结构特点是:耐火物晶粒之间多呈直接接触,砖中方镁石固溶体-方镁石固溶体与方镁石固溶体-尖晶石固溶体的直接结合程度高,因此其高温性能、抗炉渣侵蚀性好,高温体积稳定性都较普通镁铬砖好。

(4)熔粒再结合镁铬砖电溶再结合镁铬。用电熔方法使镁砂与铬矿轻烧***或菱镁石与铬矿充分均匀地反应,合成结构更理想的方镁石固溶体和尖晶石固溶体镁铬原料,再结合镁铬砖就是用此原料制砖称为熔粒再结合镁铬砖。由于制砖原料较纯,都需要在1750℃以上高温或高温下烧成。其显微结构特征是尖晶石等组元分布均匀、气孔率低、耐火物晶粒之间为直接接触、耐压强度高、抗侵蚀性好、高温强度高等,但缺点是热震稳定性较差。

(5)半再结合镁铬砖。以人工合成原料做颗粒,以铬精矿与镁砂为细粉的镁铬砖都应称为半再结合镁铬砖。国内将由电熔镁铬料作颗粒,而以共烧结料为细粉或以铬精矿与镁砂粉为混合细粉,制作的镁铬砖都称为半再结合镁铬砖。其烧成温度在1700℃以上,砖内耐火物晶粒之间也是以直接结合为主,优点是抗热震性较好,抗侵蚀、抗冲刷也不错。

(6)共烧结镁铬砖又称全合成镁铬。烧结合成镁铬砂为制砖原料,再经过高温烧成所生产的镁铬砖就是共烧结镁铬。其特点是抗侵蚀性好,高温体积稳定性好等。

(7)不烧镁铬砖或称化学结合镁铬。化学结合不烧镁铬砖,一般采用镁砂与铬矿为制砖原料,以聚磷酸钠或六偏磷酸钠或水玻璃为结合剂***的镁铬砖。不需高温烧成,只经200℃左右温度烘烤。由于未经高温烧成,镁砂会发生水化,不能长期存放。

(8)熔铸镁铬制品砖。采用镁砂、铬矿为主要原料,加入少量添加剂,经混合、压坯与素烧,破碎成块,进电弧炉熔融,再注入模内、退火,生产成母砖,母砖经切、磨等冷加工制成各种特定形状的制品。熔铸镁铬砖的结构特点是成分分布均匀,耐火物晶粒之间主要为直接接触,***盐以孤岛状存在,砖抗熔体熔蚀、渗透与冲刷特别好,但热震稳定性差。 

2、镁铬砖的性能 镁铬砖是一种含***二铬的镁质耐火材料,氧化铬通过固熔于方镁石和形成低膨胀的镁铬尖晶石,可增大液相对耐火相的润湿角,提高直接结合程度,生成理想的方镁石-镁铬尖晶石-微裂纹复合结构,使镁铬质耐火材料具有良好的荷重软化温度、高温强度、抗侵蚀性、热震稳定性、较低的导热率和较好的挂窑皮性。镁铬砖在现有的烧成带耐火材料中具有***高的性能/价格比值,并由此成为一种被广泛使用的耐火材料。 不同品种的镁铬砖由于成分和工艺的不同,组织结构差异,其性能也不同。

3、铬污染和解毒方法 镁铬砖是各种条件苛刻窑炉的重要应用材料,然而,在高温和碱性使用环境下,镁铬砖中含有的***二铬Cr2O3会和窑气中的碱金属氧化物反应生成六价铬化合物 R2CrO4,在硫、***、碱均存在的条件下,也可形成 R2CrSO4 固溶体。这两种化合物都是有毒的水溶性物质,无论是经窑尾排放到大气中,还是存留在使用后拆除的残砖中,六价铬离子经雨水溶入地表水或地下水,都将对人类及动物造成严重危害。 


RH炉用耐火材料详解
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