1970年,日本大同鋼廠電爐開始采用鎂碳磚耐火材料。由于具有良好的抗渣性、高熱導率和優(yōu)良的抗熱震性,目前世界上的電爐基本都采用鎂碳磚作為爐壁工作層材料。我國生產(chǎn)的鎂碳磚有三種規(guī)格,分別為10%、14%和18%含碳量。一般而言,含碳量高的鎂碳磚導熱較好,含碳量較低的鎂碳磚耐磨損性較好,各生產(chǎn)企業(yè)可以根據(jù)不同的設(shè)備和產(chǎn)品選擇合適的鎂碳磚。
1、電爐用耐火材料
電爐在煉鋼過程中,主要為精煉爐提供碳、磷和溫度符合規(guī)范的鋼水,同時利用脫碳過程中劇烈的碳氧反應(yīng),對鋼水起去氣、去夾雜的作用,主要發(fā)生的化學反應(yīng)為:
[C]+(FeO)=[Fe]+CO(g)
2[P]+8(FeO)=(3FeO·P2O5)+5[Fe]P2O5+4(CaO)=(4CaO·P2O5)
反應(yīng)式中,[]表示鋼液中物質(zhì),()表示爐渣中物質(zhì),g表示氣體。根據(jù)電爐的工作環(huán)境,耐火材料需要滿足三方面要求。
(1)因為脫磷需要在高堿度下進行,需加入大量石灰,且脫碳需要在高溫下進行,所以所用耐火材料在高溫下需能夠抗高堿性爐渣的侵蝕,即具有高溫化學穩(wěn)定性和較強的高溫力學性能。
(2)重機行業(yè)的煉鋼屬于間斷式生產(chǎn),電爐冶煉時溫度很高,停爐出鋼后,爐體會在短時間內(nèi)降至較低溫度,這就要求耐火材料具有良好的抗熱震性。
(3)電爐基本以廢鋼為爐料,在加料時,爐體會承受極大的沖擊力,要求耐火材料具有抗機械沖擊的能力。
2、耐火材料選用應(yīng)考慮的問題
對煉鋼設(shè)備而言,耐火材料最基本的性能要求是保證在使用中不變形,不軟化,并保持一定的強度。因此,首先要考慮耐火材料的常溫耐壓強度、荷重軟化溫度和重燒線收縮等。
其次,要考慮煉鋼設(shè)備的反應(yīng)氛圍。某些耐火材質(zhì)對氛圍較為敏感,如含碳量比較高的耐火材料,在氧化性氛圍下極易氧化,不適合在氧化性氛圍強的條件下使用;Fe2O3、TiO2
含量較高的材質(zhì)不適宜在還原性氛圍下使用。因此,要考慮耐火材料的組成材質(zhì)及含量。
最后要考慮的因素是材料的體積密度與顯氣孔率。煉鋼設(shè)備在生產(chǎn)過程中,耐火材料會不可避免地與高溫鋼水直接接觸。如果耐火材料致密程度不足,氣孔過多,鋼水會沿氣孔滲入耐火材料,使材料的結(jié)構(gòu)組織發(fā)生變化,當溫度變化時,材料會熔損剝落。
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