關(guān)于鎂鋁碳磚的應(yīng)用,我們來做一個(gè)詳細(xì)而系統(tǒng)的介紹。
鎂鋁碳磚是一種非常重要的堿性耐火材料,它結(jié)合了鎂砂、氧化鋁和石墨的優(yōu)良特性,具有高強(qiáng)度、優(yōu)異的抗熱震性、良好的抗渣侵蝕能力和高溫體積穩(wěn)定性。這些特性使其在苛刻的冶金環(huán)境中表現(xiàn)出色。
核心特性(這些特性決定了其應(yīng)用)
1. 優(yōu)異的抗熱震穩(wěn)定性:得益于石墨的高導(dǎo)熱性和低熱膨脹性,鎂鋁碳磚能承受溫度的急劇變化而不開裂。
2. 良好的抗渣侵蝕性:主要原料鎂砂(MgO)對(duì)堿性爐渣有很強(qiáng)的抵抗能力,而添加的Al?O?與MgO在原位反應(yīng)生成的鎂鋁尖晶石(MgAl?O?)能有效抑制爐渣向磚內(nèi)部的滲透。
3. 高溫強(qiáng)度高:通過碳素結(jié)合和陶瓷結(jié)合,在高溫下能保持較高的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。
4. 不易粘鋼:與鋼水的潤(rùn)濕性較差,有助于脫模和清理。
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主要應(yīng)用領(lǐng)域
鎂鋁碳磚的應(yīng)用高度集中于鋼鐵冶金行業(yè),特別是二次精煉和連續(xù)鑄造的關(guān)鍵設(shè)備。
1. 鋼包(精煉爐)應(yīng)用
這是鎂鋁碳磚最核心、最廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。鋼包是進(jìn)行爐外精煉(如LF爐、RH爐、VD爐等)的容器,工作條件極其惡劣。
· 渣線部位:這是鋼包內(nèi)襯最關(guān)鍵的部位,直接與高堿度、高侵蝕性的精煉渣接觸。鎂鋁碳磚憑借其的抗渣侵蝕能力,是渣線部位的材料。通常根據(jù)精煉渣的堿度和侵蝕性強(qiáng)弱,會(huì)選擇不同品級(jí)的鎂鋁碳磚(如鎂含量和碳含量不同)。
· 包壁部位:承受鋼水的靜壓力、熱沖擊和渣的侵蝕。使用鎂鋁碳磚可以顯著提高鋼包的整體壽命,與渣線部位同步損毀,實(shí)現(xiàn)均衡蝕損。
2. 連鑄用功能耐火材料
在連續(xù)鑄造過程中,鎂鋁碳磚用于控制鋼水流和保護(hù)鋼水質(zhì)量的關(guān)鍵部件。
· 長(zhǎng)水口:連接鋼包和中間包,防止鋼水在澆注過程中被二次氧化和飛濺。要求材料具有良好的抗熱震性和抗鋼水沖刷能力。
· 浸入式水口:將中間包內(nèi)的鋼水導(dǎo)入結(jié)晶器,并能通過其側(cè)孔控制鋼水流場(chǎng)。同樣要求極高的抗熱震性和抗渣侵蝕性(尤其是渣線部位)。
· 整體塞棒:安裝在中間包內(nèi),用于控制從中間包到結(jié)晶器的鋼水流量。塞頭部位需要承受高溫鋼水的沖刷和腐蝕。
在這些功能耐火材料中,鎂鋁碳磚通常與鋁碳材料結(jié)合使用,以適應(yīng)不同部位的工作要求。
3. 其他應(yīng)用
· 電爐熱點(diǎn)區(qū)域:在一些交流電弧爐的熱點(diǎn)區(qū)(溫度高、侵蝕最嚴(yán)重的區(qū)域),有時(shí)也會(huì)采用鎂鋁碳磚進(jìn)行修補(bǔ)或作為內(nèi)襯。
· 鐵水預(yù)處理設(shè)備:在脫磷、脫硫等鐵水預(yù)處理罐中,某些部位也會(huì)使用鎂鋁碳磚。
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應(yīng)用中的關(guān)鍵注意事項(xiàng)
1. 抗氧化劑:為了防止在高溫下碳被氧化,鎂鋁碳磚中通常會(huì)添加金屬硅(Si)、金屬鋁(Al)等作為抗氧化劑。這些添加劑在氧化性氣氛下會(huì)形成保護(hù)膜,延緩碳的氧化。
2. 烘烤制度:使用前必須嚴(yán)格按照烘烤曲線進(jìn)行烘烤,以避免因水分快速蒸發(fā)或碳素氧化不當(dāng)而導(dǎo)致磚體開裂或結(jié)構(gòu)疏松。
3. 氣氛控制:在強(qiáng)氧化性氣氛下(如吹氧精煉),磚體中的碳容易被氧化,導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞,性能下降。因此,需要根據(jù)具體的工藝條件選擇合適的磚種。
4. 與渣的匹配性:雖然抗堿性渣能力強(qiáng),但對(duì)高FeO?或高SiO?的酸性渣抵抗能力相對(duì)較弱。需要根據(jù)所冶煉鋼種和使用的渣系來選擇合適的耐火材料。
總結(jié)
總而言之,鎂鋁碳磚是現(xiàn)代鋼鐵工業(yè),特別是爐外精煉和連續(xù)鑄造技術(shù)中不可或缺的關(guān)鍵耐火材料。它的成功應(yīng)用直接關(guān)系到鋼包等設(shè)備的使用壽命、作業(yè)安全、鋼材質(zhì)量以及生產(chǎn)成本。其應(yīng)用核心可以概括為:
· 主戰(zhàn)場(chǎng):鋼包(尤其是渣線和包壁)。
· 關(guān)鍵角色:連鑄三大件(長(zhǎng)水口、浸入式水口、塞棒)。
· 核心價(jià)值:通過其優(yōu)異的綜合性能,保障了高效、高產(chǎn)、高質(zhì)量的現(xiàn)代化鋼鐵生產(chǎn)流程的穩(wěn)定運(yùn)行。