钢铁冶金用不定形耐火材料的现状和发展Word文件下载.docx

1、 表1 出铁场各部位用耐火材料的性能 使用位置主沟铁线主沟渣线摆动流嘴铁沟渣沟耐压强度/MPa110 24 h28.820.8301 450 3 h33.233.490抗折强度/MPa3.63.333.56体积密度/（gcm-3）3.082.852.902.82.652.962.812.752.60重烧线变化率/%1 200 3 h0.050.070.200.210.52.00.3HMOR/MPa（1 400 1 h）3.152.6552w/%Al2O382.7962.99887060SiC9.1231.19MgO2818硅灰水合氧化铝结合及硅溶胶结合的ASC浇注料和湿式浇注喷射料的抗侵蚀性等

2、使用性能显著优于含水泥的浇注料13-15。对于小高炉，出铁场主要用树脂结合的捣打料，所选用的主要原料是高铝料和普通碳化硅。由于高温下形成了碳结合，这种材料具有很高的热态强度，具有良好的耐冲刷性。对于750 m3的小高炉，一次性通铁量可以达到4万t以上，经过小修落铁点，整个出铁场的吨耗往往在0.5 kg以下。这是大高炉出铁场值得借鉴的。宝钢铁水脱硅是在摆动流嘴内进行的，用的铝镁质浇注料。出铁场主要浇注料的性能见表2。表2 出铁场主要浇注料的性能名称半干法喷补料湿式喷补料炮泥ABCw（Al2O3）/%5550104540w（SiC）/%16w（C）/%2515202.252.952.501.971

3、.852018.9线变化率/0.5-0.522.2.2高炉炉身用耐火材料高炉炉缸用高导热的炭砖，微孔炭砖和石墨砖正在增多，越来越多地SiAlON、Si3N4和SiC等各种结合的碳化硅砖和SiAlON结合的刚玉砖应用到高炉炉腰和炉腹，有关用火泥和碳质捣打料性能指标见有关资料介绍16。国内一般通过遥控技术，采用半干法铝硅系喷补料对高炉进行修补17，国外现在采用湿式浇注喷射料技术进行喷补炉身，耐用性能大大提高。国内如宝钢也已经对高炉炉身上部进行了湿式喷射浇注料技术进行了修补，所用的材料是Al2O3约60%的铝硅系湿式喷射料。对于高炉局部红热，使用ASC质压入料修补，这些材料的性能见表3。为了提高高炉

4、的使用寿命，高炉修补会进一步加强，所用的修补料的质量会进一步提高，热态湿式喷射料技术可能会进一步发展和推广。表3 高炉喷补料和压入料的性能使用部位修补上部炉腰以上部位修补炉身下部、炉腰、炉腹材质铝碳化硅喷补料黏土质喷补料高铝质湿式喷射浇注料铝碳压入料加水量/101212155.56.54325w（Fe2O3）/%7015251278w（FC）/%2632.62.80显气孔率/%1716CCS/ MPa4730402.4 转炉用耐火材料 转炉用镁碳砖已经标准化。转炉的修补维护用不定形耐火材料，主要有喷补料、热自流修补料和捣打料等19-20。这些材料的性能见表5。 转炉喷补料普遍使用的是半干法镁质

5、喷补料，每喷一次使用寿命一般37次。最近开发了无水的镁碳质喷补料，用该喷补料每喷一次使用寿命达到20次以上。大面热自流修补料也由沥青镁砂变成了改性树脂结合的热自流修补料、环保的含水的镁质自流料和环保的快硬的含水SiO2结合剂的镁质热流修补料。这些材料的性能见表6。 总之，不管是自流修补料或是喷补料，在转炉上都是碱性的镁质和镁钙质材料。有时它们含碳，但是几乎很少用水泥结合，碳结合最能提高使用效果。表5 转炉炼钢用不定形耐火材料的性能20产品名称捣结料热修料喷补料注射料类型半干干施工室温热态袋装热态结合剂树脂沥青树脂+沥青磷酸盐MgO919278778487CaO1.21.90.41-1 000

6、3 h0.91.525.824.732.237.51 500 3 h17.24.835.1体积密度/（g2.452.42.52.052.152.222.72.13残余线变化率/%-1.0-0.2-0.3-2.5-0.7最大粒度/mm9.53.0表6新型转炉用不定形耐火材料镁碳质镁碳质修补料加水镁质自流修补料热自流镁质修补料镁碳质灌浆料炉衬工作层转炉身大面出钢口w （MgO）/%85807592w （C）/%510w （CaO）/%2w （SiO2）/%26125（110 ）2.302.2（1 000 炭化）2.4515 12（ 1 000 炭化）显气孔率/252035使用效果20次50次203

7、5次10次硬化时间/min耐用30501016环保有少许烟无烟2.5 电炉用耐火材料 除了渣线和永久层外，电炉炉衬用的是不定形耐火材料，修补用的更是不定形耐火材料。通过修补电炉衬的使用寿命达到了700炉次。电炉渣线用半干法镁质喷补料进行热喷补，用镁钙质干式料捣打炉底和修补炉底，出钢口填料是橄榄石质的不定形耐火材料。超高功率大型电炉小炉顶用刚玉质预制块。它受电弧光辐射和间歇作业带来热震、热冲击、飞溅熔渣和粉尘的化学侵蚀和渗透。损毁主要表现在烧损、剥落和化学侵蚀。现代电炉炉顶使用寿命多在100次以上，条件好的可以达到400次以上。现代化电炉耐火材料的吨耗已经降低到3 kg以下。这些产品的性能见表7

8、。表7电炉用不定形耐火材料10用途w（MgO）/%w（CaO）/%w（SiO2）/%堆积密度/（g炉底干式料40.7812584.5续表7导电镁钙碳质修补料导电镁碳质修补料底电极6575w（Fe）/%1 000 炭化2.227电阻率/（m）310-3刚玉铬预制件铝碳化硅炭捣打料镁橄榄石填料镁质喷补料镁碳质喷补料出钢槽出钢口填料渣线5088510（SiC）90.6w（Cr2O3）/%6.5514862.7040（200 ）颗粒尺寸/mm060.560-3使用温度/1 7501 700续表 7高铝浇注预制件不烧高铝砖化学结合铬刚玉捣打料刚玉尖晶石浇注料刚玉浇注预制件铬刚玉浇注预制件小炉盖炉盖三角区

9、1.511.51.68 （MgO）1010w（Cr2O3 ）/%9w（TiO2）/%3.33 （P2O5）8482879097952.93171935010线变化/（1 500 3 h）0.82.6钢包和精炼炉用不定形耐火材料2.6.1大型钢包用不定形耐火材料 目前大型钢包底和衬用铝镁浇注料和铝镁质预制块，渣线用镁碳砖。这里的铝镁质材料是用刚玉、高纯尖晶石和高纯镁砂为原料的，使用寿命可达到200次以上21。使用寿命取决于使用条件、产品质量和砌筑厚度以及判废标准。国外普遍使用了湿式浇注喷射料进行冷喷射再造衬或修补，这样使包衬延续下去，耐火材料吨耗降低到1 kg左右。因为国内没有这样做，并且使用也

10、比较保守，侵蚀往往不到一半就判废，扒掉。这样耐火材料吨耗达到了2 kg以上，高于国外一倍。因为钢包整体化是发展趋势，而大型钢包渣线还是镁碳砖，只能算部分浇注整体，这给烘烤预热带来很大的麻烦。因此，应该发展渣线浇注料技术，开发能够与镁碳砖抗侵蚀相当的渣线浇注料，或通过优质渣线修补料得发展，以实现真正的钢包不定形化。另一方面国内大型钢包很少热修补，宝钢试验过，用镁钙质喷补料使用寿命可以达到520次，镁质喷补料可以达到1525次21。钢包修补是提高使用寿命、降低单耗的一个非常有效的方法。特别是冷浇注喷射施工国外进行的非常普遍，国内还没有真正起步。不过邵雷等22在钢包工作衬的应用研究取得了进展。现在钢

11、包永久层使用浇注料的越来越多。一般使用磷酸盐结合和低水泥高铝莫来石质浇注料23，使用寿命达到了500次21，宝钢也对钢包永久层用湿式浇注喷射料进行了试验研究，也取得了良好的结果24。 武钢和包钢都采用了AMC质包沿料，效果良好，不粘渣，并与渣线镁碳砖同步25-26；钢包座砖使用了浇注料的预制块，一般是刚玉尖晶石质浇注料在耐火材料厂浇注而成的。2.6.2小型钢包用不定形耐火材料 我国有众多的小型钢包，小钢包衬主要使用了以高铝矾土为主要原料的铝镁质浇注料。渣线也是浇注料而不是镁碳砖，实现了真正是整体钢包。并且使用寿命达到130次以上27。然后经过剥皮后进行套浇，这样反复进行下去，导致了耐火材料吨耗

12、很低，达到了2 kg。这是非常好的钢包冷修模式。大型钢包却没有采用。2.6.3精炼炉用耐火材料 精炼炉有很多种，如LF、LF-VD、AOD、VOD、RH等。目前精炼炉多使用定形制品，使用的不定形耐火材料较少。钢包透气砖一般是铬刚玉尖晶石质或铬刚玉质浇注料浇注而成的，在砌筑时，透气砖和出钢口座砖四周用刚玉浇注料浇注填缝，这些是高性能的浇注料。钢包底四周用铝镁质捣打料或浇注料。有时，熔池用刚玉尖晶石预制砖砌筑。永久层有一些使用高铝质浇注料的。钢包口往往使用高铝可塑料。LF盖和VD盖用浇注料，使用寿命达到了500炉次以上28。太钢75 tVOD用镁钙质喷补料进行喷补渣线，使用寿命平均由8次提高到12

13、次，效果显著29。我国VOD、LF和LF-VD很少修补，因此为了提高使用寿命，降低消耗，这些精炼炉的喷补和浇注技术应该发展。 RH和CAS浸渍管外部用刚玉尖晶石质浇注料，配合镁质喷补料和刚玉质压入料对RH进行修补，一般浸渍管使用寿命为120次左右。 现在也出现了整个RH浸渍管进行浇注的案例。但是到目前为止，浇注料还不能达到镁铬砖的使用寿命的水平。由于喷补料受到钢流的强烈冲刷，一般喷补一次只能用12炉次，效果较差。因此开发高性能的喷补料是非常必要的和迫切的。 AOD主要用于冶炼不锈钢。主要使用镁钙砖和镁铬砖。要提高使用寿命，很重要的一条是加强对它的修补，应该加强对镁钙质喷补料或修补料的开发和应用

14、工作。有关这些产品的性能见表8。表8钢包和精炼炉用不定形耐火材料的性能铝镁质浇注料高铝浇注料铬硅质引流砂硅质引流砂小钢包工作层永久层钢包出钢口30（Cr2O3）3294耐火度/1 790荷重软化开始温度/1 2001 350重烧线变化率/（1 400 2 h）0200.3常温耐压强度/MPa粒度01.5 mm1 650热导率/（Wm-1K-1）续表8铝镁浇注料镁质火泥镁质捣打料中、大型钢包工作层KIP喷枪、中大型钢包熔池、底冲击区、VD盖和浸渍管钢包工作衬接缝、填缝和包口用5.7w（F.C ）/%423（110 ）3.00（110 ）3.10（110 ）2.85（110 ）50（110 ）40（1 600 ）