新型不定形耐火材料，提高了鋼包整體性能

過低的溫度，甚至迫使終澆筑終澆筑，不僅影響鋼坯質(zhì)量，而且影響鋼水收獲率低，而且增加了生產(chǎn)成本。因此，絕緣鋼包裝越來越成為鋼廠的需求。絕緣鋼包裝耐久性結(jié)構(gòu)模式通常是輕絕緣板或納米板+層澆筑材料+工作層耐久性材料。

起保溫作用的保溫板本身需要一層耐火材料來保護(hù)溫材料不受太大壓力，二是保護(hù)保溫材料不超過使用溫度（如須在1000℃以下），那么鋼包層澆筑材料就是這種重要的材料。理想的層耐熱材料應(yīng)具有良好的熱穩(wěn)定性。保溫。耐腐蝕性，應(yīng)用可靠，結(jié)構(gòu)完整，使用壽命長。為了保持鋼包裝良好的保溫性能，降低鋼水溫下降，新型CA6澆筑材料和輕質(zhì)莫來石澆筑材料分別進(jìn)行了性能評價(jià)，并應(yīng)用于鋼包裝，達(dá)到了較好的綜合保溫效果。

1.試驗(yàn)過程。

目前，鋼包裝層材料多為普通高鋁澆注料，主要原料為明礬土。這種不定形耐火材料在使用過程中存在以下缺點(diǎn)：一是導(dǎo)熱性高，使用過程中造成能量損失；二是耐火性低。如果工作層使用異常，鋼水直接接觸層時(shí)，穿包漏鋼概率高，系數(shù)低；三是體積密度大，鋼包空包重量大。因此，不滿足鋼包裝保溫的特殊要求，需要開發(fā)新型綜合性能異的層澆注料。本文對新型CA6澆注料和輕質(zhì)莫來石澆注料進(jìn)行了樣品和試驗(yàn)。

1)原材料及試驗(yàn)方案。

主要原料及其化學(xué)成分見表1。

表1：主要原料的化學(xué)成分。

其中CA6原料(CaAl12O19，簡寫為CA6）是CaO-Al?O?系中Al?O?含量高的鋁酸鈣相，其熔點(diǎn)1875℃，熱膨脹系數(shù)為8.0×10-6℃??，顆粒的體積密度為2.70g·cm??，顯氣孔率26.8%。該料耐火性能與板狀剛玉相似，而導(dǎo)熱系數(shù)只有剛玉的1/3，是近年來興起的一種新型質(zhì)保溫原料。CA6澆注料以CA6為骨料，基質(zhì)部分采用板狀剛玉細(xì)粉、氧化鋁粉和鋁酸鈣水泥為結(jié)合劑制成。球形輕質(zhì)莫來石顆粒的體積密度為1.59g·cm??，顯氣孔率38.9%。輕質(zhì)莫來石澆注料是采用微孔化的M70球形輕質(zhì)莫來石球?yàn)楣橇?，基質(zhì)部分采用板狀剛玉細(xì)粉、氧化鋁粉和鋁酸鈣水泥為結(jié)合劑制成，以保證較好的抗渣侵蝕性能，以提高層的性。

2)測試過程和性能測試。

澆注兩種澆注料后，分別進(jìn)行物理性能試驗(yàn)和耐腐蝕試驗(yàn)。物理試驗(yàn)方法按標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)方法進(jìn)行。

2.材料性能結(jié)果及分析。

1)物理性能。

從表2可以看出，不同鋼包層澆注料的性能不同。

表2：鋼包層澆注料的物理性能。

輕質(zhì)莫來石澆注料體積密度為2.17gcm，單重比目前使用的高鋁澆注料低24%，熱導(dǎo)率降16%，可達(dá)到鋼包輕量化、導(dǎo)熱系數(shù)低的目的。CA6澆注料也比普通高鋁澆注料輕5.6%，熱導(dǎo)率降低26%。

2)耐腐蝕試驗(yàn)。

B.新型CA6澆澆筑材料B.新型CA6澆筑材料C.輕質(zhì)莫來石澆筑材料3#分別澆筑成坩堝。在1500℃保溫3h的條件下，加入轉(zhuǎn)爐終渣，進(jìn)行坩堝耐腐蝕試驗(yàn)。觀察不同材料的耐熔性和滲透性。試驗(yàn)完成后，坩堝被切割。腐蝕情況見下圖1：

注1：常用高鋁澆注料。

注2：CA6澆注料。

注3：輕質(zhì)莫來石澆注料。

圖1:坩堝抗渣試驗(yàn)后1500℃保溫3小時(shí)的剖面照片。

CA6澆注料具有佳的耐腐蝕性和滲透性，坩堝孔內(nèi)剩余大量渣；其次，輕質(zhì)莫來石澆注料具有耐腐蝕性和滲透性；普通高鋁層澆注料渣與耐火材料邊界不清，坩堝耐火材料與渣熔化，耐滲透性略好于耐腐蝕性，說明1500℃下高鋁澆注料液相較多，因此需要提高其耐高溫性，這對鋼包的性非常重要。球形輕質(zhì)莫來石的微孔化有利于提高耐腐蝕性和滲透性，因此輕質(zhì)材料也能更好地表現(xiàn)保溫和耐腐蝕性。

3.應(yīng)用。

以上三種澆筑材料應(yīng)用于300t鋼包裝。絕緣鋼包裝層輕質(zhì)莫來石澆筑材料。CA6澆筑材料的目標(biāo)要求是良好的耐鋼水侵蝕性和絕緣性，爐工藝結(jié)構(gòu)完整性良好。絕緣效果穩(wěn)定。不同鋼包裝層的表面條件見以下照片：

圖2：應(yīng)用不同層澆注料300t鋼包后的照片。

上述鋼包層在爐役后期出現(xiàn)不同程度的裂紋，這與材料的熱振性、強(qiáng)度和拆卸過程中的損壞有關(guān)。如何減少保溫鋼包層材料開裂的綜合技術(shù)仍需進(jìn)一步深化。

從每個(gè)爐渣線的平均溫度來看，無保溫鋼渣線的鋼殼在320℃以上，而采用保溫的4個(gè)試驗(yàn)包渣線的平均溫度在280℃以下，一般渣線的鋼殼溫度下降50~100℃。根據(jù)保溫材料和層材料的不同配置，墻體部位的鋼殼溫度下降在20~50℃之間，略有差異。保溫試驗(yàn)包的保溫材料在爐役期保持良好，渣線。墻體鋼殼的平均溫度低于普通鋼包，表明層發(fā)揮了良好的保護(hù)作用。為保證，新的層材料在兩次爐役后仍需化改進(jìn)，以確保可應(yīng)用于四次爐役。

4.結(jié)論。

保溫鋼包裝已成為鋼鐵企業(yè)節(jié)能環(huán)保的重要技術(shù)措施。鋼包裝層材料提出了更高的要求。開發(fā)的CA6澆質(zhì)莫來石澆注料的強(qiáng)度符合鋼包裝層的應(yīng)用要求。同時(shí)，它們比傳統(tǒng)的高鋁澆注料具有更好的保溫和耐腐蝕性，可以保護(hù)保溫材料，使鋼包裝在爐役期間保持良好的保溫。減少保溫鋼包裝層材料開裂的綜合技術(shù)需要進(jìn)一步深化。