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中间包、电炉干式振捣料

作者:admin 发布日期: 2020-03-27 二维码分享

连铸中间包用碱性干式振捣料是由烧结镁砂,或烧结镁钙砂和少量的低温结合剂与中、高温烧结剂组成的。加入低温结合剂的目的在于将干式振捣料充填于中间包..衬与内模胎之间的间隙(相当于工作衬厚度)后,经内模胎上的附着振动器振实后,带模烘烤至200~300℃后即可脱模,靠低温结合剂的热固性特性产生结合强度而使衬体具有保型性。这类低温结合剂是固态粉状酚醛树脂。

可作为中间包碱性干式振捣料烧结剂的物质有镁钙铁砂、软质黏土、硼酸盐、铁鳞等。含铁的烧结剂,如镁钙铁砂是一类在1200~1300℃就具有促进镁砂烧结的材料,软质黏土也是镁质干式振捣料较合适的烧结剂,加入少量的黏土有助于镁质干振料在1350~1500℃烧结,并随着黏土与镁砂之间不断反应,.终会形成镁橄榄石结合的方镁石与尖晶石烧结层,可满足中间包的使用条件。

含氧化钙的碱性中间包工作衬有哦利于钢水的净化,因此中间包用碱性干式振捣料可根据使用要求,由烧结镁砂和烧结(或电熔)镁钙砂按不同比例配制成不同氧化钙含量的干式振捣料。

中间包碱性干式振捣料的粒度级配不要求达到.紧密堆积,但骨料与粉料之比也要适当。粒度范围为0~5mm,一般骨料(大于100μm)质量比控制在(60~65):(35~40)。中间包干式振捣料施工时必须注意防止发生偏析而造成衬体组织结构不均匀,加料要均匀,振动时间要适当,不可长时间振动。衬体带模烘烤温度控制在200~300℃,烘烤时间可根据衬体厚度而定,以达到衬体完全固化为止。表17-40为以镁砂、镁钙砂为主要原料配制成的镁质和镁钙质中间包干式振捣料的理化性能。

表17-40中间包碱性干式振捣料理化性能

材质

镁质

镁钙质-Ⅰ

镁钙质-Ⅱ

化学成分w/%  MgO

CaO

85

----

75

10

60

35

冷态耐压强/MPa250℃,3h

1550℃,3h

10~20

15~25

8~20

15~26

8~18

12~23

冷态抗折强/MPa250℃,3h

1550℃,3h

3~4

5~6

3.5~4.5

5.5~6.5

4.0~5.0

6~7

250℃烧后体积密度/g·cm-3

2.3~2.4

2.3~2.4

2.2~2.4

250℃烧后线变化率/%

0~-0.3

0~-0.4

0~-0.5

同中间包用碱性涂抹料比较,用碱性干式振捣料具有如下优点:施工简便;经低温加热烘烤后,脱模后便可直接投入使用;由于不同水调和,可用烧结镁钙砂配制成不同氧化钙含量的干式振捣料,有利钢液的净化;可大幅度提高中间包工作衬使用寿命,可多炉连铸;使用后残衬更易于拆除(脱落)。

电炉底用镁钙铁质干式振捣料

镁钙铁(MgO-CaO-Fe2O3)质干式振捣料主要用于构筑或修补电弧炉炉底,它是由预合成镁钙铁砂和烧结或电熔镁砂,按一定颗粒级配组成的混合料,一般不须另加助烧结剂。

合成的镁钙铁砂的化学成分一般为:MgO80%~85%;CaO7%~9%和Fe2O36%~7%,其物相组成主要为方镁石、铁酸二钙和少量的含Al2O3和SiO2杂质相(玻态相),体积密度为3.30~3.35g/cm3。铁酸二钙的熔点为1449℃,加上Al2O3、SiO2等杂质的影响,此类材料高温下液相出现温度较低,约在1100~1200℃.因此镁钙铁砂是一类在较低温度下即具有烧结性的材料。

单独采用镁钙铁砂制备电弧炉炉底干式振捣料时,虽然较易烧结,但存在两个问题:其一是会出现烧结层过厚(正常要求烧结层厚度约为150~200mm)。在电炉周期性运行中,由于冷热交替过程中会导致炉底出现较深的裂缝,易渗入钢水,到使用后期易造成漏钢,而且更换炉底时拆底困难;其二是高温下衬体工作层有大量液相存在,会降低使用性能(荷重软化温度低、抗冲刷、抗侵蚀性下降)。因此一般镁钙铁砂要与高档镁砂配合使用,借助于高温下原位反应,使MgO吸收大量的Fe2O3,形成固溶体(Mg·Fe)Oss,使镁钙铁砂中的液相量逐渐减少以致消失,从而提高电炉底的使用寿命。

对配制干式振捣料的镁钙铁砂,一般要求限制Al2O3和SiO2含量过高,不但使干振料液相出现温度大大降低,使烧结层过厚,而且使高温使用性能变差。因此一般要求Al2O3小于0.5%,SiO2小于1.2%。

镁钙铁质干式振捣料的颗粒级配可按照Andreassen粒度公布方程,取其粒度分布系数q值=0.26~0.32,.大颗粒尺寸为7mm。并根据使用要求,调整镁钙铁砂与镁砂之比例以及它们的粒度范围。表17-41为几种电弧炉炉底用MgO-CaO-Fe2O3质干式振捣料性能。

表17-41  MgO-CaO-Fe2O3质干式振捣料理化性能

编号

MCF-86

MCF-84

MCF-82

MCF-77

化学成分/%

MgO

CaO

Fe2O3

86.0

5.5

7.0

84.0

9.0

5.2

82.2

9.2

5.8

77.0

16.0

5.5

自然堆积密度/g·cm-3

2.3~2.4

2.3~2.4

2.3~2.4

2.3~2.4

振捣后体积密度/g·cm-3

2.55~2.65

2.55~2.65

2.55~2.65

2.55~2.65

1600℃烧后体积密度/g·cm-3

2.9~3.1

2.9~3.1

2.9~3.1

2.9~3.1

1600℃烧后线变化率/%

-(1.0~2.0)

-(1.0~3.0)

-(1.0~3.0)

-(1.5~3.5)

用MgO-CaO-Fe2O3质干式振捣料构筑电弧炉炉底时,构筑总厚度一般不小于450mm。施工时要分层振捣,每层振捣厚度约为100~150mm。振捣时采用平底振捣机,从围边到中心反复捣实,直到规定厚度。施工好的炉底衬上面要覆盖废钢板,以防加废钢时破坏炉底的平整性。冶炼时,..炉不要吹氧助熔,并采取小电流逐渐熔化废钢,利用钢液的热量使干式振捣料上面工作层逐渐烧结到一定厚度。也可在..炉适当延长冶炼时间,使干式振捣料烧结达到一定厚度后,再转入正常冶炼操作。

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