紅柱石磚及以紅柱石為基礎(chǔ)的耐火材料在鐵水罐

發(fā)布時(shí)間：2017-12-12 發(fā)布人：admin

魚雷式鐵水罐簡(jiǎn)稱混鐵車或魚雷罐，它是盛裝和運(yùn)送鐵水的設(shè)備之一。

混鐵車功能主要有：

(1) 混合鐵水，保證鐵水均勻;

(2) 將高爐鐵水運(yùn)送至鋼廠;

(3) 對(duì)鐵水進(jìn)行預(yù)處理。

顯然，混鐵車內(nèi)襯耐火材料，受到如下諸方面的侵蝕作用：

(1) 較長(zhǎng)時(shí)間裝載鐵水和爐渣，受到嚴(yán)重的化學(xué)侵蝕;

(2) 使用周期中，因間隙式作業(yè)造成的溫度波動(dòng)，熱應(yīng)力作用引起的侵蝕，會(huì)使耐火材料組織劣化而損壞。

(3) 如果在混鐵車內(nèi)進(jìn)行脫硫、脫磷、脫硅(簡(jiǎn)稱三脫)處理，則因工作條件變化，對(duì)耐火材料有如下影響：

1) 三脫處理劑對(duì)耐火材料的侵蝕作用，其中化學(xué)侵蝕更劇烈。

2) 三脫處理過(guò)程中，爐渣堿度的變化對(duì)耐火材料產(chǎn)生影響。脫硅劑是低碡度高鐵的;脫磷、脫硫劑則是高堿度的。爐渣堿度的變化從0.5變化到3.0 以上。

3) 氣體(N2)的攪拌對(duì)耐火材料的影響。

為此，混鐵車內(nèi)襯耐火材料必須具備如下性能：

(1) 適應(yīng)由化學(xué)作用引起的侵蝕，具有良好的抗?fàn)t瘡侵蝕性，尤其在猹線部位更甚。

(2) 適應(yīng)由熱作用引起的侵蝕，具有良好的耐熱震穩(wěn)定性。

(3) 適應(yīng)由機(jī)械作用引起的損壞。此損壞是由在裝入、運(yùn)輸和鐵水流出過(guò) 程中的磨損以及在精煉過(guò)程中的振動(dòng)引起的。耐火材料應(yīng)具有高強(qiáng)度、抗機(jī)械沖刷和耐磨性，尤其在鐵水沖擊部位。

紅柱石磚和以紅柱石為基的Al2O3-SiC-C磚在國(guó)外魚雷鐵水罐的應(yīng)用

德國(guó)有三種Al2O3-SiC-C系統(tǒng)的樹脂結(jié)合的含SiC高鋁磚(簡(jiǎn)稱ASC磚)，在魚雷式鐵水罐上使用效果很好。這三種磚是：以剛玉為基的ASC磚;以礬土為基的ASC剛玉磚;以紅柱石為基的ASC磚。

紅柱石基的ASC磚，Al2O3 50%，SiC 8%，C10%。為了改進(jìn)抗化學(xué)侵蝕性，基料中引入剛玉。該磚顯示出良好的抗侵蝕性和抑制爐渣滲透性。

在300t魚雷式鐵水罐的沖擊部位使用紅柱石基的ASC磚，鐵水罐處理 161000t生鐵后發(fā)現(xiàn)：侵蝕部位，ASC磚被侵蝕少，磚的長(zhǎng)度平均減少25%，可見到呈鋸齒形的侵蝕面;裝入鐵水的沖擊區(qū)域，ASC磚侵蝕率較大，但磚殘留部分仍有45%沒(méi)有發(fā)現(xiàn)剝落。

ASC磚被侵蝕是由于低熔點(diǎn)化合物的產(chǎn)生。低熔點(diǎn)物易生成玻璃相，如含有玻璃質(zhì)的Ca-Al硅酸鹽和其他含有Al、Si、Fe2O3、CaO、TiO2的富Mn3O4化合物。此外，C的氧化作用也對(duì)磚的侵蝕有影響。

由于紅柱石基ASC磚的良好抗侵蝕性，在不與高堿度預(yù)處理渣接觸的鐵水罐襯部位如沖擊部位和鐵水罐的底部使用是適宜的。無(wú)疑，紅柱石基的ASC磚，在尚未進(jìn)行脫硅、脫磷及脫硫即未三脫處理的魚雷鐵水罐上使用，更具有良好的抗侵蝕性和耐磨損性。

德國(guó)多特蒙德特殊鋼廠與波萊登勃格公司合作，用不燒紅柱石磚來(lái)砌筑容積200t的魚雷鐵水罐里襯，壽命達(dá)691罐次，鐵水運(yùn)輸總量達(dá)123560t。此種不燒紅柱石磚，其原料或磚均不用燒成，具有明顯的節(jié)能效果。

西歐各國(guó)混鐵車內(nèi)襯，也曾使用紅柱石制品，效果較好。

法國(guó)利用紅柱石生產(chǎn)魚雷式鐵水罐車內(nèi)襯磚，具有良好的性能。

為了適應(yīng)更加苛刻的使用條件，滿足鐵水轉(zhuǎn)運(yùn)裝置和魚雷包所需的內(nèi)襯材料，英國(guó)等國(guó)開發(fā)了樹脂結(jié)合的石墨高鋁磚。該磚也用紅柱石作原料。

將紅柱石燒成制品與不燒成制品比較，燒成紅柱石制品被侵蝕較大(9.7mm)，而石墨紅柱石制品被侵蝕小(2mm)。原因之一是石墨紅柱石制品中的石墨對(duì)熔渣的不潤(rùn)濕特性，能有效阻止高爐渣的滲透與侵蝕。而以紅柱石/氧化鋁為主體原料的石墨高鋁制品，基本沒(méi)有被渣滲透與侵蝕。這與材料的組成、顯微結(jié)構(gòu)有關(guān)。

除了德、法、英國(guó)以外的歐洲各國(guó)，在不脫硫的魚雷鐵水包中，一般采用燒成礬土磚或紅柱石磚，并且大多數(shù)經(jīng)過(guò)焦油浸漬處理。在綜合砌襯中，對(duì)那些磨損嚴(yán)重的部位，采用不燒紅柱石-碳磚。該磚Al2O3含量為60%左右，碳含量為5%左右。

南非是世界上最大的紅柱石生產(chǎn)國(guó)，儲(chǔ)量占世界紅柱石總儲(chǔ)量1.75億噸的 52%。南非在各個(gè)領(lǐng)域廣泛使用紅柱石耐火材料，諸如高爐熱風(fēng)爐、出鐵口和鐵水溝、魚雷式鐵水罐、電弧爐頂和VAD熱保護(hù)罩、盛鋼桶等，在魚雷式鐵水罐沖擊部位和渣線部位使用焦油浸漬的紅柱石磚(一般磨損的部位用焦油浸漬的黏土磚)。在萬(wàn)得比爾帕克230t魚雷式鐵水罐，平均往返800次左右，鐵水通過(guò)量達(dá)到90000 ~157000t，其間不經(jīng)過(guò)噴補(bǔ)。在紐卡斯?fàn)?，采用CaC2脫硫，鐵水罐內(nèi)襯全用紅柱石耐火材料，平均鐵水通過(guò)量仍達(dá)到95000 ~100000t。但當(dāng)脫硫比增加時(shí)，使用紅柱石耐火材料，鐵水罐的使用壽命相應(yīng)會(huì)縮短，鐵水通過(guò)量會(huì) 減少。

使用低溫處理的不燒紅柱石磚作鐵水罐內(nèi)襯，容積300t的鐵水罐平均往返 602次，效果不錯(cuò)。

如果魚雷式鐵水罐在使用過(guò)程輔以紅柱石材料噴補(bǔ)，可以提高鐵水罐的使用壽命，增加鐵水通過(guò)量。