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随着耐火材料行业产品质量的提高和品种的增多,不仅降低了耐火材料的熔损,延长了耐火材料的使用寿命,而且对使用耐火材料用户的产品质量改善也起到了重要作用。尤其是对耐火材料的主要用户-钢铁冶炼行业致关重要,通过改进耐火材料材质,选用合适的功能性耐火材料,可以有效地降低钢水夹杂的含量,进一步提高钢材质量。 一、改进耐火材料品种,降低对钢水的污染 铝镁碳衬砖具有良好的抗渣性和热震稳定性,但由于其中含有的碳在冶炼过程中能渗入钢液,对冶炼纯净钢、低碳钢、超低碳钢极为不利。在武钢、太钢、鞍钢等钢包衬由铝镁碳砖改为铝镁不烧砖或高铝尖晶石浇注料后,即钢包衬材质趋向于低硅无碳,其使用寿命与铝镁碳砖相当或有所提高。铝镁不烧砖以特级钒土熟料为主要原料,加入少量亚白刚玉、电熔镁砂等材料。 烧成镁质滑板是另一例低硅无碳材料,适合浇注料低碳钢、钙处理钢等。与普通的铝碳滑板相比,抗熔蚀性更强。其主要原料采用氧化镁大于98%、C/S比大于2、晶体发育良好的高纯镁砂。高温烧成后,滑板在385吨连铸钢包上批量试用(浇钢温度1620~1640℃,浇注时间50~70min),效果良好。
二、使用碱性耐火材料 降低钢水中的夹杂 由于碱性耐火材料能同钢水中的杂质发生反应,降低钢水中杂质含量,因此在炼钢过程中使用碱性耐火材料可以提高钢水的纯净度,达到生产优质钢的目的。在某钢厂中间包工艺过程中使用镁钙质涂料作内衬后表明,铸坯中[O]含量降至15ppm以下,较原来减少50~70%,而相应地中间包内衬镁钙涂料层中氧化铝、氧化硅分别增加了,这表明内衬材料有吸附杂物的能力。 传统中间包挡渣堰采用高铝质浇注料制作。随着对钢水洁净度要求的不断提高,高铝质浇注料逐渐被镁质浇注料取代。使用表明,镁质挡渣堰一方面不会导致钢水二次氧化,另一方面不但可以改变钢水流向,使大的夹杂上浮,而且能吸附钢水中氧化铝、氧化硅夹杂物达到双重净化作用。
三、改良连铸功能性耐火材料减少夹杂 吹氩浸入式水口易造成铸坯夹渣和形成针状缺陷,为了进一步降低连铸中的夹渣和针状缺陷数量,消除低碳超纯净钢等钢种生产过程中因水口内壁沉积高熔点物而发生的堵塞现象,满足多炉连浇生产,研制生产出不吹氩防堵塞浸入式水口,其本体材质通常为铝碳质,渣线部位为锆碳,防堵塞衬为锆钙碳。防堵塞内衬的厚度为5~7mm,主要原料是CaZrO3,其性能优于赛隆和氮化物材料,防堵塞效果更好。 长水口的质量稳定性对防止钢水二次氧化,控制[N]含量极为重要。武钢三炼在借鉴国外最新产品结构的基础上,将长水口头部弥散供气环改为沿环缝进气的致密型结构,通过外包钢壳形成气室,克服头部材料强度较低、易破损的缺陷,取得了良好的使用效果。保护浇铸效果提高后,平均[N]含量降低10ppm。改进长水口的理化性能指标:Al2O3 63.2%、SiO2 2.2%、C+SiC 27.4%,体积密度2.48~2.59g/cm3,耐压强度35~45Mpa,抗折强度7.3~11.5Mpa。
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