燃尽物法:添加锯末、煤粉、聚苯乙烯球等有机物赋孔材料,从而得到开口气孔较多且性能优良的轻质隔热制品。T.D.Senguttuvan等利用聚氨酯海绵为模板通过泥浆浸渍后制得多孔轻质隔热材料,解决了材料强度和开裂等问题。镁碳砖出钢口批发采用机械压制成型工艺添加可燃物为造孔剂制备的轻质砖优点是工艺简单,合理的加入量可以得到气孔率高,优质镁碳砖出钢口体积密度小的隔热耐火材料,缺点是加入量过大时,干燥过程中有裂纹,烧成过程中也会造成过大的收缩,制品尺寸不易控制。李远兵,陈若愚公开发明了一种基于焦宝石的莫来石轻质隔热砖及其制备方法,采用机压成型制备出强度高、体积密度小、线变化率小、热导率低的粘土质轻质砖。韩杰才等人利用浸渍-冷冻铸造法,通过聚合物有机模板制得多孔轻质隔热材料。
高炉用耐火材料:高炉陶瓷杯的发展越来越普遍,但需要抗侵蚀性耐火材料的应用保证其使用寿命的延长,除了设计方面的变化,耐火材料的材质反面也发生很大变化,如微孔炭砖代替过去的普通炭块以降低铁水的渗透,优质镁碳砖出钢口用过的黏土砖作原料更能适应出铁口的炮泥的使用要求,采用灌浆法付对高炉备衬进行修补可用有效地阻止备衬热气流的冲刷,从而延长高炉炉衬的寿命。镁碳砖出钢口批发转炉用耐火材料:在转炉炼钢方面一种水冷技术和悬挂系统分别在转炉炉壳的上部锥体部位和下部桶体不问得到应用,从而减小转炉炉体变形,延长转炉炉衬寿命,提高转炉生产率,这些新技术的应用已对耐火材料的使用产生一定的影响,使得转炉炉龄提高到平均4000炉以上,加之喷补,高石灰和白云石的应用以及溅渣护炉技术的应用,炉龄超过一万次是不成问题的,这是值得耐火材料生产重视的发展方向。
1、镁砂 国外最初生产镁碳砖时采用的是高纯烧结镁砂,随着对镁碳砖使用过程的深入研究发现,高温下有如下反应: MgO+C→Mg↑+CO↑ 。这个反应一般在1650℃开始,到l750℃时反应加剧,这是镁碳砖使用过程中损耗的重要原因之一,也是镁碳砖在1700℃以上使用损耗明显加剧的原因。镁碳砖出钢口批发镁砂中的杂质SiO2,Fe2O3 等对上述反应有促进作用,因此,希望镁砂有较高的纯度电熔镁砂相对烧结镁砂来说,结晶结构更完整,对碳的还原作用也更稳定,特别是大结晶电熔镁砂这些特征表现得更为突出,所以镁碳砖的生产开始转向使用电熔镁砂。考虑到碳的结合状态和结合剂的浸润性,优质镁碳砖出钢口也可以电熔镁砂烧结镁砂混合使用。我国的镁碳砖基本上是使用电熔镁砂镁碳砖的使用结果表明,用MgO含量高、方镁石相结晶颗粒大、钙硅比大于2的镁砂,生产镁碳砖效果好。
(1) 炉渣对镁碳砖的侵蚀在钢包中,由于渣线部位复杂的物理化学环境,导致该部位炉衬最易损毁。炉渣对镁碳砖的化学侵蚀主要通过对氧化镁的溶解,以及对镁碳砖基体中碳的氧化,并在以下因素的共同作用下,导致镁碳砖的损毁1、碱度的影响:炉渣的碱度越低,对镁碳砖的侵蚀越有利,若炉渣碱度升高,使渣中SiO2的活度降低,可以降低对碳的氧化,同时随着碱度的升高,炉渣中的FeO的活度下降,相对减缓了熔渣对镁碳砖的侵蚀行为;2、MgO的影响:Osbom等在对LF炉渣线部位进行成分分析时发现,挂渣层中MgO的含量高达30%,并认为炉渣中MgO的含量越高,镁碳砖侵蚀越慢,碱度越高,镁碳砖出钢口批发同样使炉渣对镁碳砖的侵蚀减缓3、Al2O3的影响:炉渣中的Al2O3会降低炉渣的熔点和粘度,优质镁碳砖出钢口增大炉渣与耐火材料的润湿性,使炉渣更容易从镁砂晶界处渗透,使方镁石脱离镁碳砖基体4、FeO的影响:首先渣中FeO在高温下很容易与镁碳砖中石墨发生氧化反应,并且产生亮白色铁珠,形成脱碳层如图1所示,其次镁碳砖中的方镁石亦会同炉渣中的FeO反应生成低熔点产物。
(3) 按材料的存在状态分类粉粒状轻质隔热耐火材料:优质镁碳砖出钢口如膨胀珍珠岩、硅藻土和氧化铝空心球等;固定形态轻质隔热耐火材料:如轻质耐火混凝土和轻质浇注料等;纤维状轻质隔热耐火材料:如各种纤维棉,及其制品;混合型轻质隔热耐火材料:如隔热板,保温涂料。(4) 按显微结构分类镁碳砖出钢口批发气相连接型轻质隔热耐火材料:孔结构中开口气孔占据主导位置,气孔相互接通,例如耐火粉粒;固相连接型轻质隔热耐火材料:孔结构中大部分气孔以闭口气孔形式存在。气体被固体包裹,从而形成独立的闭口气孔,固相连续,气相为非连续相。例如泡沫法生产的耐火隔热制品和各种氧化铝空心球制品;气固相并联且混合交错:这类材料的结构气相穿插与固相中,二者皆为连续相。例如耐火纤维制品或纤维复合类制品等。
镁碳砖的熔损速度随石墨纯度的提高而下降,特别是对纯度大于95%的石墨更明显。对其机理的研究表明,在1300℃以上时,镁砂和石墨中杂质(SiO2、CaO、Al2O3、Fe2O3等)都向两者交界处聚集,生成低熔物,使镁砂颗粒容易受到炉渣的侵蚀而流入炉渣中,从而降低了耐侵蚀性。优质镁碳砖出钢口实际使用结果表明,使用95%以上含碳电的石墨制成的镁碳砖抗渣性比普通镁碳砖高出0.51倍。使用含碳量大于95%96%的高碳鳞片石墨是既提高镁碳砖质量又降低制砖成本的有效技术措施。如果以同档次石墨和镁砂原料制砖的性能为基准,那么改用高档次石墨比提高镁砂档次对砖性能的提高要大得多。在相同工艺条件下,使用高档次石墨和低档次镁砂原料制成的砖性能比使用高档次镁砂和低档次石墨原料的砖要好。但必须注意,镁碳砖出钢口批发当使用纯度较高的石墨时,砖中生成的液相里少,氧气容易浓透到砖内使石墨发生氧化脱碳,为此必须加入抗氧化剂如金属Al、Si以及Al-Mg合金、SiC、BN等。