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耐火可塑料的工艺特点及在钢铁冶金中的应用

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耐火可塑料的工艺特点及在钢铁冶金中的应用

发布日期:2020-03-06 作者:威光HF 点击:


耐火可塑料按耐火骨料材质分为:黏土质、高铝质、刚玉质、硅质、镁质、铬质、锆英石质和碳化硅质等耐火可塑料。按结合剂种类分为:水玻璃、磷酸盐、硫酸盐和有机结合剂等耐火可塑料。按硬化方式分为:气硬性和热硬性耐火可塑料两种。本文介绍三种钢铁冶金过程中所需要用到的耐火可塑料。 


1、焦宝石基可塑料 

焦宝石基可塑料具有良好的抗剥落及耐渣侵蚀性能,适用于高温区段炉衬,可应用于均热炉、加热炉和烧嘴等。与矾土基可塑料相比,具有成本相对较低的优点。 

张巍等在研究了热处理温度对焦宝石基可塑料性能影响的基础上,开发制备出了性能略低于矾土基可塑料的焦宝石基可塑料,并在国内某钢铁厂的加热炉低温段炉顶和烟道部位进行了使用。结果表明,研制的焦宝石基可塑料使用效果良好,未发生损坏现象。因此,这种焦宝石基可塑料可部分替代矾土基可塑料应用于加热炉的低温段和烟道,达到了节约成本、降低耐火材料单耗的目的。但是这种可塑料在冬季施工时,易发生冻结。若可塑料发生冻结则会失去可塑性,造成衬里疏松,强度降低等一系列问题。因此,普通可塑料在北方寒冷地区施工有很大的局限性。 

针对这种问题,戴文勇等以焦宝石、黏土为主要原料,以硫酸铝溶液为结合剂,外加防冻液,研制出可在冬季施工的防冻型可塑料。研究结果表明,这种防冻型可塑料与普通可塑料经过相同时间冻结后,普通可塑料发生冻结现象,防冻型可塑料的抗折强度和耐压强度均大于发生冻结的普通可塑料的,并且,防冻型可塑料与正常可塑料相比,抗折强度和耐压强度未发生明显改变。因此,这种防冻型可塑料可以确保施工体在低温下强度方面的安全性。 


2、莫来石基可塑料 

   莫来石具有较高的机械强度,较低的热膨胀系数,化学稳定性好,抗蠕变和高温性能优异等特点,故以莫来石作为基体的不定形耐火材料具有优良的性能。  

王洪芳等以电熔莫来石为基体,混合硅灰、红柱石、广西白泥、SiC、α-Al2O3微粉、棕刚玉,再添加六偏磷酸钠和草酸,制备出以莫来石为基体的热修补可塑料。为了保证修补可塑料在修补裂缝中与耐火打结料紧密结合,起到阻止钢液内渗的目的,要求修补料应具备一定的微膨胀,但不能过大,否则就会产生负面效应。为抵消可塑料的收缩,可在可塑料中引入三石,即蓝晶石、红柱石、硅线石。由文献以及张巍等的研究中可知,在高温下蓝晶石产生的膨胀较大,硅线石产生的膨胀较小,红柱石产生的膨胀较为适中。在王洪芳等制备的热修补可塑料中,确定红柱石的加入量为6~9%。此外,结合剂六偏磷酸钠的用量为3%时最佳,当高于或低于此值时,热修补可塑料的中、高温耐压强度变化很大。将研制的这种可塑料对脱硫枪进行裂纹修补,修补后可塑料未出现炸裂和裂纹,说明抗爆裂性能良好。用该脱硫枪进行了一次脱硫后,发现修补料未从修补处脱落,证明该修补料快速烧结和附着性良好。 


3、镁铬质可塑料 

    镁铬质可塑料具有真空中稳定、耐冲刷、抗侵蚀等优良性能,因此特别适合于钢铁厂的RH炉使用。刘宝亮等采用烧结镁砂、高铁镁砂、铬铁矿、预合成镁铬砂作为原料,以六偏磷酸钠和磷酸酯作为复合结合剂,研发制备出新型镁铬质捣打料。

结果表明,该可塑料具有较好的结合性,易于捣固,且保湿性好,硬化时间长,施工方便。在该可塑料中添加复合金属Al粉和Fe粉后,提高了材料的中温强度;添加Cr2O3后,材料的高温强度明显提高。将研制的可塑料应用在某钢厂RH炉的上升管及下降管周围部位,结果表明,该可塑料具有抗侵蚀性好、耐冲刷、抗热震性好等优点,与国外进口材料的使用性能相当。 




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