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    鎂鈣磚的抗剝落性能

    編輯:耐火澆注料   時間:2021-09-15    瀏覽:   
    2021年 9月 15日 鎂鈣磚在使用過程中,工作端由于受到爐溫變化和爐渣滲透等破壞作用而發生開裂和剝落,澆注料 尤其是在VOD爐中,鎂鈣 磚的剝落損毀更加嚴重。澆注料 因此,提高鎂鈣磚的抗剝落性能也是提高鎂鈣磚爐襯使用壽命的主要途徑之一。

    根據產生的原因,鎂鈣磚的剝落分為熱剝落和結構剝落。熱剝落是鎂鈣磚在使用過程中,由于爐溫周期性地急劇變 化而引起的工作面剝落。鎂鈣磚所服役的AOD爐、VOD爐和LF爐等精煉設備,均為間歇操作,爐溫變化頻繁,變化幅度 大。如AOD爐精煉不銹鋼時,在兌入鋼水前爐溫降至1300℃左右,氧化脫碳期爐溫最高可達1750℃,還原期爐溫約在165 0℃。另外,每次加入爐料都會造成爐溫下降。在整個精煉過程中,爐溫如此頻繁和大幅度的變化,必然在鎂鈣磚工作端內 部產生熱應力,在熱應力的作用下產生裂紋,隨著裂紋的增加和擴展,鎂鈣磚的工作端出現開裂,進而發生剝落。

    結構剝落是高溫爐渣通過氣孔和裂紋滲入到鎂鈣磚的內部,在磚的工作端形成一定厚度的變質層,在爐溫急劇變化 時,由于變質層各礦物之間、變質層與原磚層之間熱膨脹性能的差別,在變質層內部、變質層與原磚層之間產生不同方向 的裂紋,隨著裂紋不斷增加和擴展,導致變質層不斷剝落。

    與其他鎂質耐火制品(如鎂磚、鎂鉻磚等)相比,鎂鈣磚具有更優良的抗剝落性能。這是因為鎂鈣磚中的CaO在高溫 下具有較大的蠕變性,耐火澆注料 能夠緩沖由于溫度急劇變化在磚內部產生的熱應力,抑制磚內部裂紋的產生和擴展,提高了鎂鈣磚 抗熱剝落的能力。另一方面,鎂鈣磚中的CaO與爐渣中的SiO2反應生成高熔點的礦物,提高了爐渣的黏度,使爐渣更難于 滲入到磚的內部,使變質層減薄,提高了鎂鈣磚的抗結構剝落性能。因此,提高鎂鈣磚的CaO含量,尤其是提高基質中的Ca O的含量,并使其在基質中均勻分布,可顯著提高鎂鈣磚的抗剝落性能。如上世紀80年代,日本旭玻璃公司和日新鋼鐵公 司周南鋼鐵廠,共同研制出一種VOD爐用CaO-MgO-白云石磚[2],即向MgO-白云石磚的基質中添加高純電熔CaO砂細 粉,改進了磚的耐熱剝落性能和耐結構剝落性能。在45t VOD爐上使用,比原MgO-白云石磚壽命延長50%。該磚的主 要理化指標為:MgO51.3%,CaO46.5%,SiO20.5%,Al2O30.2%,Fe2O30.9%,顯氣孔率10.8%,常溫耐壓強度69MPa,體 積密度3.04g/cm3。

    鎂鈣磚內的氣孔可緩沖鎂鈣磚內的熱應力,阻止裂紋的產生和進一步擴展,有利于提高鎂鈣磚的抗熱剝落性能。但 是鎂鈣磚內的氣孔,特別是貫通氣孔使爐渣更容易滲入到磚的內部,形成較厚的變質層,加快了鎂鈣磚發生結構剝落。因 此,鎂鈣磚內的氣孔對其抗剝落性能的影響具有兩重性,在實際應用中,應綜合考慮多方面的因素,確定鎂鈣磚的氣孔率,以 取得更好的使用效果。用于AOD爐的燒成鎂質白云石磚的氣孔率控制在10%~12%為宜。

    陶瓷纖維模塊結構爐襯是將耐火陶瓷纖維毯按一定寬度折疊成風琴狀的模塊,然后將纖維折疊塊加以一定量的預 壓縮,并應在壓縮狀態下捆包起來,耐磨澆注料 同時預埋錨固件組成組件,再通過各種形式與焊在爐殼鋼板上的金屬錨固件連接 固定所形成的爐襯,見圖1、圖2、圖3所示。折疊式模塊厚度應取決于隔熱要求

    宜用體積密度為96kg/m3或128kg/m3的耐火陶瓷纖維毯折疊成組合件模塊,折疊式模塊 (未含金屬附件)的體積 密度宜為200kg/m3左右。應控制折疊塊陶瓷纖維毯的體積壓縮比,用于制作模塊的陶瓷纖維毯壓縮前的厚度不得小 于25mm。

    采用疊硇式(折疊式)模塊結構時,應綜合考慮選用合理的結構形式??刹捎弥行目椎跹b式、 插刺式和滑槽式,見 圖4、圖5、圖6所示;此外,也可采用蝶形吊裝式、菱形插片式、橫桿吊掛式等。

    折疊式模塊內的金屬附件材質應至少為奧氏體不銹鋼或鎳合金鋼。

    對于沿模塊折疊方向順次同向豎縫的排列形式,在模塊的排與排之間必須設置收縮縫,而且必須用相應的耐火陶 瓷纖維毯經對折壓縮后填入縫隙并擠緊。這種結構用于爐頂時,必須用耐熱合金“U”形釘使纖維毯與折疊塊固定, 見圖7。“U”形釘材料按本規定2.2節的規定選用。
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