鋼鐵冶煉會(huì)用到哪些耐火材料？

 

鋼鐵業(yè)耐火材料的主要種類及用途

轉(zhuǎn)爐用的耐火材料

就轉(zhuǎn)爐煉鋼而言，采用水冷工藝和懸吊系統(tǒng)分別在轉(zhuǎn)爐爐殼上錐體部分和下筒體兩個(gè)部分，減少了爐體變形，延長(zhǎng)了爐襯壽命，提高了轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)效率。這幾種新工藝的應(yīng)用對(duì)耐火材料的使用有一定的影響。使轉(zhuǎn)爐爐齡提高到平均4000多爐，加上噴補(bǔ)、高石灰和白云石的應(yīng)用，以及濺渣護(hù)爐技術(shù)的應(yīng)用。它應(yīng)該成為耐火材料生產(chǎn)商關(guān)注的發(fā)展方向。

鼓風(fēng)爐耐火材料。

目前，隨著高爐瓷杯技術(shù)的普及，但需要高耐腐蝕耐火材料的應(yīng)用來(lái)保證其使用壽命。除設(shè)計(jì)上的改變外，還對(duì)耐火材料進(jìn)行了很大改變，比如用碳素磚取代了以往使用的碳素磚來(lái)減少鐵水的滲透性。使用過(guò)的粘土磚為原料，可以更好地滿足使用鐵口炮泥的需要。高爐底板補(bǔ)料采用注漿方法，能有效地防止反襯里熱流的沖刷，從而提高高爐爐襯的使用壽命。

用于連續(xù)鑄造的水口。

隨著連續(xù)鑄造技術(shù)的發(fā)展，中間包已經(jīng)從以往的中間站轉(zhuǎn)變?yōu)槟壳坝绊戣T鋼質(zhì)量、提高生產(chǎn)率的冶金容器。于是，越來(lái)越多的功能材料應(yīng)用于中間包，如擋渣堰、沖板、過(guò)濾器、吹氬透氣塞等。

浸水作為連鑄用一種重要的功能性耐火材料，對(duì)其進(jìn)行了深入的研究，主要集中在兩個(gè)方面，一是提高渣線部位抗侵蝕性，二是降低內(nèi)壁Al2O3附著。把ZrO2含量提高至88%，加佳化粒徑分布的措施可降低制品熱膨脹率和氣孔率，提高致密度改善抗渣侵蝕性。

此外，要密切關(guān)注用電行業(yè)的技術(shù)發(fā)展，比如近年來(lái)興起的直接還原鐵，以及直流電弧爐煉鋼等新工藝對(duì)耐火材料提出的新要求。

 

耐火材料可作為高爐、BOF、EAF等基本材料，也可作為鋼包和流槽存儲(chǔ)、轉(zhuǎn)移金屬和爐渣。所以，耐火材料通常要能承受1700℃(3090F)以上的溫度。在煉鋼過(guò)程中，耐火材料對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量和能源消耗有影響。根據(jù)使用壽命和成本來(lái)選擇耐火材料。

 

堿式耐火材料堿法煉鋼的主要方法是鎂基材料，包括天然鎂砂、水鎂石、自云石等。由海水制成的高密度人造氧化鎂，純度(質(zhì)量分?jǐn)?shù))可達(dá)95%到99%。自然鎂砂是以氫氧化物或碳酸鹽的形式存在。二重碳酸鹽(CaCO3·MgCO3)在自然界廣泛存在。任何含夾雜程度低的高密度材料均需經(jīng)過(guò)高溫鍛燒(窯內(nèi)燃燒使碳酸鹽融化)。鉻鎂尖晶石一般與氧化鎂混合使用，不燃。

酸堿耐火硅耐火材料分為酸類材料，選自石英砂，砂石或凱英石等原料。電熔化可以得到特殊的熔化硅或者穩(wěn)定的二氧化鋯耐火材料。此外，還常用一些耐火粘土，水合硅酸鋁和高嶺土耐火磚等?？够鹫惩辆哂兴苄裕梢杂米髅芊鈩┖突覞{。

其它耐火材料高鋁質(zhì)耐火磚經(jīng)常作為高溫耐火材料使用，如高鋁硅或純燒結(jié)氧化鋁。爐壁廣泛使用以石油焦、鑄焦、無(wú)煙煤為原料的碳磚及坯料。SiO2和SiO2是通過(guò)混合焦炭和硅粉的高溫烘焙而成，通常與其它耐火材料分開使用。

 

鋁硅材料例如粘土磚、高鋁磚、半硅磚、剛玉磚等。這類物質(zhì)包括氧化鋁和氧化硅，通常根據(jù)產(chǎn)品中氧化鋁和氧化硅的含量來(lái)分類：氧化鋁是非常低的，硅氧烷大于93%時(shí)，是硅磚等硅產(chǎn)品，當(dāng)氧化鋁含量超過(guò)90%時(shí)為剛玉材料，普通熱電偶保護(hù)管就是這類材料產(chǎn)品。

一般而言，作為一種耐火材料，它需要能承受大范圍的溫度和溫度突變，以適應(yīng)急熱和急冷性。同時(shí)也需要耐熔化金屬、爐渣、工藝以及煙氣廢氣產(chǎn)生的微小壓力，沖刷力和腐蝕。另外，根據(jù)需要，耐火材料還需要有絕緣、吸熱或熱傳導(dǎo)的功能。介紹耐火材料的化學(xué)、物理性能及各種反應(yīng)爐襯材料的選用。

 

耐火材料與熔化鋼之間的相互作用大致包括以下幾個(gè)方面：

(1)耐火磚腐蝕后結(jié)構(gòu)松弛，在熔融鋼沖刷作用下卷入熔融鋼，形成非金屬夾雜。這個(gè)夾雜尺寸較大，屬外來(lái)夾雜。

(2)耐火磚的組分直接溶于鋼液中，增加了鋼液中的非鐵元素，如氧。鋼液中的非鐵元素在一定條件下會(huì)發(fā)生反應(yīng)，形成夾雜。這類夾雜是熔融鋼中產(chǎn)生的，屬于自生夾雜。這類夾雜通常都是小號(hào)。

(3)耐火磚可用于高溫。溫度高時(shí)，磚內(nèi)部或多或少有液相。所形成的液體由耐火磚粒子包圍。與此同時(shí)，液相會(huì)與鋼液中產(chǎn)生的氧化物(如氧化鐵)發(fā)生反應(yīng)，在耐火磚與熔鋼之間形成液相隔離層，使熔化金屬與耐火材料隔開，阻止耐火磚直接溶入熔化金屬。這一反應(yīng)層應(yīng)用于耐火磚和氣孔內(nèi)氣體與熔化金屬間的反應(yīng)。不同于液體層的熔化金屬結(jié)構(gòu)。前一種為金屬結(jié)構(gòu)，后一種離子型結(jié)構(gòu)，無(wú)法溶解。離子電荷的變化須伴有相互影響。

 

煉鋼耐火磚

耐火材料的主要成分和技術(shù)指標(biāo)(或特性)命名。用拼音文字命名的首字母作為商標(biāo)標(biāo)識(shí)。例如Al2O3含量超過(guò)75%的煉鋼電爐頂部采用高鋁質(zhì)耐火磚，命名為(鋁)175。商標(biāo)書寫(DL)175；命名為(SiO2含量超過(guò)95%的煉鋼平爐)的硅磚(LiO2)-95商標(biāo)標(biāo)書(PG)195;Al2O3含量超過(guò)40%的粘土耐火泥命名為(粘粉)140，標(biāo)牌(NF)140;Al2O3含量超過(guò)42%的高爐所用粘土磚命名為(高粘度)-42。該牌號(hào)為GN-42、Al2O3含量超過(guò)38%的熱風(fēng)爐用粘土耐火磚。