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镁钙炭砖

作者:admin 发布日期: 2019-11-15 二维码分享

镁钙炭砖(MgO-CaO-C砖)是由碱性氧化物氧化镁(熔点2800℃)和氧化钙(熔点2570℃)与难以被炉渣浸润的高熔点炭素材料为原料,添加各种非氧化物添加剂,用无水碳质结合剂结合而成的不烧炭复合耐火材料。
从图13-14的⊿G-T关系图可见,CaO与C的共存温度.高,含CaO的炭复合耐火材料应具有更好的使用性能。

但MgO-CaO-C砖并没有像MgO-C砖这样被广泛使用的主要原因是CaO易水化,生产工艺过程较难控制。但CaO又具有独特的化学稳定性,并具有净化钢液的作用,在冶炼不锈钢、纯净钢及低硫钢等优质钢种领域的作用正日益受到人们的重视。
如冶炼不锈钢与冶炼一般钢种不同,在低碱度(CaO/SiO2)渣存在的条件下,耐火材料暴露于高温且长时间的操作环境中。由于低碱度渣能提高MgO的溶解度,同时容易向方镁石晶界浸润,并促进结界晶粒的分离和溶出,因此在这样的条件下使用MgO-C砖,镁砂损毁很大;另外,由于操作温度高,炉渣中CaO/SiO2低、总铁含量小,在工作面附近难以形成致密MgO层,所以在砖内易于进行MgO与C的反应,造成组织劣化。因此在冶炼不锈钢时,MgO-C砖的损毁可以认为同时受到炉渣引起的镁砂的溶解与溶出及由MgO造成的碳的氧化产生的组织劣化两者的综合作用,砖的损毁速度显著增大。
用MgO-CaO-C砖取代上述操作条件和吹炼方法中使用的MgO-C砖,具有如下优点:
砖中的CaO溶解于炉渣中,在工作面形成高熔点和高黏度的渣层,具有炉渣保护层的机能;由于CaO比MgO更能稳定地与C共存,所以由砖内部反应引起的组织劣化小。
含游离氧化钙的原料有:烧结白云石、合成镁白云石、电熔白云石、电熔CaO熟料。
这些原料的显微结构随着其游离氧化钙含量的不同而异。若CaO小于10%时,则在显微镜下不能明确找到CaO的聚集部分(即CaO晶簇);10%﹤CaO﹤30%时,CaO晶相被连续的方镁石晶相所包围,CaO呈孤岛状分布于方镁石晶相之中,能明确找到CaO的聚集部分;CaO大于30%时,则CaO(方钙石)成为连续晶相,方镁石则被方钙石晶相所包围。并且电熔原料比烧结原料有更大的晶体尺寸。
CaO与MgO虽都是碱性耐火氧化物,但两者的抗渣性却不尽相同。CaO抗酸性渣能力(SiO2)强,原因是CaO与SiO2反应生成高熔点的C2S,同时使靠近CaO工作面的渣碱度上升,从而使渣的黏度提高,降低了渣的侵蚀作用。因此MgO-CaO-C砖对低碱度渣的耐蚀性比MgO-C砖要强;而抗铁渣的能力MgO比CaO要强。
在一般的转炉冶炼过程中,炉渣对耐火材料的侵蚀可分为两个阶段,即初期渣侵蚀阶段(酸性渣,主要是SiO2)和后期渣侵蚀阶段(主要是Fe2O3、CaO),因此对于初期渣来说,CaO的存在可降低熔渣对砖的侵蚀性,降低渣的渗透速度,所以一般CaO比MgO好;对于后期渣而言,一般是MgO比CaO的抗侵蚀性强。若渣中氧化铁含量低(﹤10%),MgO-CaO-C砖同样具有良好的抗渣性能。

MgO-CaO-C砖生产工艺流程随所用结合剂的不同而有所差异。当用沥青作为MgO-CaO-C砖的结合剂时,其生产工艺流程如图13-15所示。当用无水酚醛作为结合剂时,其生产工艺流程与镁炭砖相同。


MgO-CaO-C砖生产工艺要点:

(1)骨料与基质。为了提高MgO-CaO-C砖的抗水化性,一般采用含游离CaO的原料为骨料,基质部分为电熔镁砂和石墨,这样可提高制品的抗渣性能和抗水化性。
(2)结合剂。由于CaO易水化,因此所用结合剂应尽量少含结合水或游离水,可用的结合剂有:煤沥青、石油重质沥青、高碳结合剂、无水树脂。
(3)石墨加入量。.好根据实际用途及操作条件来确定石墨的加入量。
(4)对于低CaO/SiO2比、高总铁渣,石墨的加入量不宜过多。这是由于除CaO与铁的氧化物反应生成低熔物外,渣中铁的氧化物和石墨反应,使砖的损毁增大;
(5)对于低CaO/SiO2比、低总铁渣,石墨加入量越高,则MgO-CaO-C砖的抗渣性越好,但这类砖的耐磨性变差,不适应钢水流动剧烈的部位;
对于高CaO/SiO2比、高总铁渣,石墨含量增大,有利于制品熔损量的降低。
(4)混练与成型。当用无水树脂时与MgO-C砖相同;
当用沥青作为结合剂时,通常采用热态混练与热态成型,另外为了提高制品的体积密度,增强碳结合,对已压好的砖进一步经焦化处理后再用焦油沥青浸渍,可明显提高制品的性能。
(5)泥料配制。典型的MgO-CaO-C砖泥料配比见表13-26.
(6)砖坯表面处理。对于成型好的砖坯,为了防止CaO的水化,同时为了防滑,一般要进行表面处理,表面处理剂为稀释后的无水树脂。
(7)热处理。MgO-CaO-C砖的热处理同MgO-C砖。


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