電爐頂用耐火材料研究

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1、電爐頂用耐火材料研究+高掘昕徐延慶洛陽耐火材料研究院前言。八五’攻關(guān)專題‘超高功率電爐用耐火材料關(guān)鍵品種的研究'由舞錒牽頭，其中電爐援用耐火材料由唐鋼二耐和洛耐院負(fù)責(zé)．根據(jù)多年電爐頂磚生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)和翻析國(guó)外產(chǎn)品所獲技術(shù)信息．兩家共同鋱訂了研鍶方案，由唐銅二耐組織生產(chǎn)，供舞鋼90tUHP電爐使用．與此同時(shí)，還將電爐埂磚供給天津無縫鋼管公司在150tUlIP電爐t使用12個(gè)爐役，達(dá)到了進(jìn)口磚的使用壽命水平，于1993年9月通過了河北省鑒定。唐銅56年開始生產(chǎn)電爐頂商鋁磚，使用效果良好．40年來積累了一系列高鋁磚生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)我國(guó)高鋁磚耐火材料的發(fā)展傲出了重要貢獻(xiàn)。我國(guó)在電爐頂高鋁磚蝕損機(jī)理研舫面也傲了

2、近40年工作。應(yīng)該說，生產(chǎn)適應(yīng)于電爐頂作業(yè)環(huán)境所需要的優(yōu)質(zhì)高鋁磚是不成問題的．此次攻關(guān)活動(dòng)證實(shí)了此點(diǎn)：我國(guó)生產(chǎn)的電爐頂高鋁磚在理化性能上完全達(dá)薊或超過了進(jìn)口磚的實(shí)物永平．饋撼的是，我國(guó)各類型電爐】賈的使用壽命大都沒躲達(dá)到應(yīng)有的使用水平，進(jìn)口磚安裝在我國(guó)的進(jìn)口電爐上伽，壽命也不理想．這就不能不審試一番冶煉作業(yè)條件了。1997年冶金出版社出版了‘耐火材料科技進(jìn)展'一書，總結(jié)了。八五。攻關(guān)工作。書中雖有(超高功率電爐用耐火材料關(guān)鍵品種的研究開發(fā))論文，但沒有牽頭單位舞鋼和主要完成單位唐銅、洛耐院、天津大無縫和海城中*公司的工作內(nèi)容。故在此發(fā)表本文，權(quán)作續(xù)貂．一、高鋁電爐頂磚使用與研究的歷史S0年代

3、末，美國(guó)鋼鐵公司“’和Armco鋼公司‘“1的幾個(gè)廠采用高鋁磚砌筑電爐頂，取得了顯著效果，比硅磚壽命提高4倍，消除了因硅磚爐瑗熔融物對(duì)堿性爐壁的附加沖蝕作用．我國(guó)電爐項(xiàng)采用高鋁磚起步亦早。1956年，唐鋼耐火材料廠生產(chǎn)的高錫磚在撫鋼1St(實(shí)際出鋼200電爐上使甩達(dá)到150-。200次．短短一兩年時(shí)坷，幾乎全國(guó)所有的電爐頊都改用了高鏹磚。從那時(shí)起·一直沒有問斷對(duì)商鉻磚損毀機(jī)理的研究(5-7)通過對(duì)用后爐頂磚的顯徽結(jié)構(gòu)分析，討論了形成段帶的銜理．化學(xué)反應(yīng)與磚體剝落的關(guān)系，提出了采用不同等級(jí)磚i電臺(tái)確筑盼設(shè)想。英固錒公司的Teeside試驗(yàn)室從1964年開展了爐頂磚渣蝕機(jī)理的顯徽學(xué)分析工作(A．

4、Hayhurst,R．Webster)卿：到期1971年。E．1．Greaves和J．1Lbki一所做的顯微學(xué)分析，應(yīng)該說是更加詳細(xì)和深入了．在得德嗣方面，繼1974年的C．Weidmullero哪等和．G．Geckj(“o等，lL舶l(fā)Imoh一12，等到1982年的A．Weidner《t"注：(1)該工作有舞鋼鋼鐵公司，唐鋼第二耐火J，洛陽耐火材科研究院共同完成：(2)本文有洛陽耐火材料研究院高振昕執(zhí)筆244黟孽一矗霉毫●^都徽了相應(yīng)的高鋁電爐頂用后磚的顯微學(xué)分析。其實(shí)。據(jù)俄文資料記載，最早做過高鋁電爐頂用后磚顯鍰鏡檢驗(yàn)的還有B．1札lvanov(1町(1946年)．40年代，俄國(guó)開發(fā)紅柱

5、石耐火材料，在澆鉗系統(tǒng)使用效果不錯(cuò)；用在電妒頂上，使用壽命與硅磚相仿．由于磚的燒成溫度低(1320T2)缸柱石尚未分解(加入粘土結(jié)合劑)。用后磚的反應(yīng)帶含5．04％Feo，而沒有F島o；。吸收C'aO、MgO、MnO分別為2．23，2．90和1．00(％)。反應(yīng)產(chǎn)物雙有重晶剛玉、FA和玻璃相。70年代，D．S．Rutman(1％試驗(yàn)室研究了氧化和還原電力1渣在1600和1700℃溫度下與高鋁磚的化學(xué)反應(yīng)。觀察了形成段帶的化學(xué)相組成變化，鑒定出腐蝕2物有尖晶石Ss、CA,、CA2和RO相。之后，A．DJlIipcha“mo‘)等研究了Ar氣煉鋼電爐頂高鋁磚的腐蝕與繼裂機(jī)理，指出，在隋性氣氛中，

6、莫來石分解是侵蝕的主要反應(yīng)。除了以上顯徽結(jié)構(gòu)直接觀察研究外，還結(jié)合電爐項(xiàng)作業(yè)環(huán)境對(duì)高鋁磚性能篚特殊要求所開展的高溫力學(xué)研究工作‘17-22)。BAackson

7、(I％1增強(qiáng)調(diào)以應(yīng)力一應(yīng)變觀點(diǎn)討論高溫抗折強(qiáng)唐：與剝片的關(guān)系。指出，爐頂磚在高溫下的蠕變行為．或說在達(dá)到破壞臨界狀態(tài)之前的塑性變形，粕會(huì)為減輕和消除機(jī)械應(yīng)力一斷裂源一有一定貢獻(xiàn)。、Ⅳ．schuHe(”’等研究了Al：O，，踟％的鋁土礦高《磚燒成和不燒成制品的蠕變行為；燒成磚氣孔體積分?jǐn)?shù)和基質(zhì)莫來石尺寸與高溫強(qiáng)度的關(guān)系。B．乩Baker‘2*)則著重于分析熱震性能對(duì)高鋁磚爐頂壽命的影響，并設(shè)計(jì)了美國(guó)Armco鋼公司熱震檢驗(yàn)，i法。該法要

8、比淬水法接近實(shí)際條件，盡管它不是定量表示法(現(xiàn)在國(guó)外推薦了新燕震檢驗(yàn)法一筆者)。較早時(shí)間他還注意到鋁土礦純度對(duì)高鋁磚高溫強(qiáng)度的影響但j。當(dāng)然，這些試驗(yàn)室工作與熔渣侵電{下磚的力學(xué)行為有報(bào)大差別，實(shí)際情況要復(fù)雜的多。但這些對(duì)耐火材料和煉鋼工作有一定參考價(jià)值。美國(guó)最早采用散狀料打結(jié)電極孑L區(qū)(1-4)，50年代的爐頂壽命便已達(dá)翌卜，200女’。這一成功的措篪幾十年來為各國(guó)廣泛采納，歐洲(“'I“、日本“34’許多