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挡渣塞的在耐火材料中的应用

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挡渣塞的在耐火材料中的应用

发布日期:2017-04-28 作者: 点击:

挡渣塞的在耐火材料中的应用

耐火材料是耐火度不低于1500℃的无机非金属材料,用作高温窑炉与高温容器等热工设备的结构材料及高温装置中的元部件材料。耐火材料是为高温技术服务的基础材料,主要应用于钢铁工业、有色金属工业、建筑材料工业、石油化学工业、机械工业等部门。

国民经济吨钢产量所消耗的耐火材料公斤数称耐火材料综合消耗指标。它是衡量一个国家工业水平,尤其是耐火材料质量的重要标志。中国1949年以后,历年来耐火材料综合消耗指标变化见图。中国自1950年以来,消耗指标有明显的降低,但与工业先进国家相比仍高出3~6倍,主要原因是耐火材料品种与质萤不能完全适应工业发展的要求。冶金行业消耗耐火材料量约占总消耗量的60%~70%。工业发展的历史证明,耐火材料的品种和质量对冶金技术,尤其是钢铁冶炼技术的发展起着关键作用,而冶炼技术的革新与进步,又对耐火材料的更新换代提出更高的要求。两者互为促进,相辅相成,共同发展。

耐火材料组织结构对使用性能的影响 耐火材料在高温使用过程中承受各种物理、化学作用的影响,发生熔蚀、磨损或崩裂而导致损毁。因此耐火材料必须具备适应各种工作条件的性能,而性能与组成及结构有着极为密切的关系。

耐火材料应用的特点 随着工业的发展,耐火材料应用范围不断扩大,耐火材料功能日益显著,耐火材料单耗大幅度下降。

耐火材料应用范围不断扩大  随着冶炼技术的发展,耐火材料的品种与质量发生重大变化。从氧化物和硅酸盐为主演变为以氧化物、非氧化物和石墨复合为主(含以非氧化物为主)。如高炉炉身用氮化硅结合的碳化硅制品逐步取代高铝砖和刚玉制品。镁碳砖与镁白云石碳砖已广泛应用于氧气转炉、电炉,并扩大至炉外精炼装置与盛钢桶。碳结合制品,如铝碳质、锆碳质、铝锆碳质等制品已成为连铸用耐火材料的主要制品。氧化铝一碳化硅一碳质制品已成功地用于砌筑铁水预处理装置上。熔铸镁铬砖、烧结镁铬砖及碳化硅砖等在有色金属冶炼领域中得到充分的应用。

氧化物制品如氧化镁、氧化铝、氧化铬及氧化锆等也随着使用要求的提高得到了发展,其中也包括相应的不定形材料与隔热耐火制品。

制品品种、质量的改进与提高,原料也从以天然为主演变到以天然精选和人工合成并用。加工工艺更加严格遵循精料、精配、精混、高压、高温、精整与采用复合技术及引用微米级超细粉配料等原则。通过调节控制显微结构特征,改善、提高高温性能,优化力学性能,抗热震性能和抗侵蚀性能,并借无损检测手段,严格控制质量。

不定形耐火材料应用范围从低、中温领域向高温领域逐步扩大,不定形耐火材料作为新型筑炉材料,具有生产周期短、节省生产能耗、施工简便、使用过程中整体性强及综合使用效果好等优点,已受到日益广泛的重视,有进一步取代某些烧成制品的趋势。其中浇注料由于低水泥、超低水泥和无水泥耐火浇注料的相继开发以及人工合成原料与电熔原料的采用,品种不断扩大,质量明显提高,其用量约占不定形耐火材料总用量的50%。不定形耐火材料应用的范围已从低中温领域向高温领域,由气氛炉向接触金属熔液的熔炼炉发展。如烧结机的点火炉和保温炉采用高铝可塑料作为内衬,寿命已超过砖砌内衬。高炉出铁沟采用刚玉、碳化硅等高级合成原料配制的浇注料内衬,经连续修补,通铁量可达50~100万t,满足了高炉强化冶炼的要求。又如,水冷及炉底出钢电炉,在每吨钢消耗5~6kg耐火材料中,不定形料占4~5kg。采用优质原料浇注振动成型的整体化盛钢桶内衬已成为构筑桶衬的发展方向。连铸用不定形耐火材料品种增加,部位日益扩大,如镁铬质涂料用作中间罐工作层,超低水泥结合的致密高强浇注料制成的净化钢水的挡渣堰板等均取得了成功。炉外精炼方面以钢纤维补强的高纯铝镁质浇注料成功地应用于CAS浸渍管;以电熔超高铝水泥结合的刚玉质浇注料用作RH的吸管内衬等均取得满意的效果。加热炉从采用高铝水泥结合的浇注料、可塑料,改进为粘土结合浇注料。使用寿命显著超过粘土砖。

耐火材料功能化 耐火材料主要用作高温窑炉与高温容器等热工设备的结构材料。随着冶炼技术的发展,在某些冶炼工艺环节中需要使用性能超越金属材料的耐火材料作为工作部件,这些工作部件(耐火材料制品)除了耐火材料固有的性能外,还必须具备冶炼工艺对其要求的特定功能。这就开辟了耐火材料功能化的新途径。它主要包括连铸系统中节流钢水用的滑动水口、中间罐节流钢水用的吹氩整体塞棒、防止钢水在浇注过程中二次氧化的长水口及浸入式水口、滤除钢水非金属夹杂物的过滤器以及顶底复吹转炉、底吹电炉与盛钢桶用供气元件,作为喷射冶金关键部件的陶瓷喷射器等。这些耐火材料作为连铸机组中的一环,是重要的工作部件,除了要求优良的抗热震性、高温强度及抗侵蚀性外,操作中要求绝对安全可靠。并对外形尺寸,平整度、表面缺陷及裂纹等均有严格的要求,是耐火行业中技术最密集的环节之一。

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