RH真空脫氣爐最初只是作為脫氣裝置,當時的耐火材料內(nèi)襯主要采用粘土磚高鋁磚?,F(xiàn)在,RH爐功能已經(jīng)擴展了到了吹氧和噴粉,內(nèi)襯耐火材料的適用條件變得更為苛刻,因此選用高級耐火材料。特別是隨著高級特種鋼的產(chǎn)量增加,正在大力推廣增大環(huán)流量,大量吹入氣體的方法,以進行超低碳鋼的穩(wěn)定生產(chǎn)和高速處理。加大環(huán)流量使耐火材料內(nèi)襯磨損增加;增加冷風吹入量造成了高溫剝落;鋼包熔渣吸入量增加又加大了結(jié)構(gòu)剝落和侵蝕,所有這些因素都將導(dǎo)致內(nèi)襯材料的損毀加劇。因此,現(xiàn)在的RH/RH-OB內(nèi)襯以直接結(jié)合鎂鉻磚為主流,而在RH/RH-OB內(nèi)襯吹氧口周圍使用半結(jié)合或再結(jié)合鎂鉻磚,一部分使用鎂碳磚。
用于RH裝置頂部和上部槽內(nèi)的耐火材料,由于不與鋼水和熔渣直接接觸,與下部相比一般損毀都較少。中間部分由于接觸鋼水和熔渣侵蝕或者由于高溫剝落,使耐火內(nèi)襯遭到損毀。下部槽包括浸漬管的耐火內(nèi)襯是RH裝置的高腐蝕區(qū),它往往決定著RH爐的使用壽命,因此下部槽的內(nèi)襯應(yīng)選用高溫燒成直接結(jié)合鎂鉻磚。爐身下部損傷最嚴重的部位是環(huán)流管,因為襯里的結(jié)構(gòu)限制了它的厚度,而且復(fù)雜形狀的耐火制品還需經(jīng)兩次加熱,所以沒有一種耐火材料有足夠的使用壽命。此外,在RH-OB爐中,OB對耐火材料的使用也有重要的影響,在采用上部噴槍法時,耐材受到吹入的氧氣與鋼水中鐵元素生成的氧化物及高溫反應(yīng)氣體侵蝕,尤其是生成氧化物會迅速地侵蝕耐火材料工作面,因此需選用Cr2O3含量高的MgO-Cr2O3磚才會有較高的使用壽命,而暴露在高溫氣體下部選用Cr2O3含量低的MgO-Cr2O3磚會有較好綜合使用性能。
1.RH爐用鎂鉻磚
高溫燒成的鎂鉻磚系耐火材料(如直接結(jié)合、再結(jié)合、半再結(jié)合鎂鉻磚)由于具有抗低堿度渣蝕能力強的優(yōu)點,已經(jīng)廣泛應(yīng)用于精煉爐襯上。鎂鉻系磚有許多不同的品種,磚的生產(chǎn)工藝、組織結(jié)構(gòu)、性能差異也很大。鎂鉻系磚按按Cr2O3含量可分為鎂鉻磚(Cr2O3含量為5~20%)、鉻鎂磚(Cr2O3含量為20~35%)和鉻磚(Cr2O3含量為大于35%),按生產(chǎn)工藝分為燒結(jié)磚和熔鑄磚等。
由于鎂鉻磚的品種非常繁多,有文獻對其進行了歸類總結(jié):
(1)硅酸鹽結(jié)合鎂鉻磚(普通燒成鎂鉻磚)。這種磚是由雜質(zhì)(SiO2與CaO)含量較高的普鉻礦與制磚鎂砂制做成,燒成溫度在1550℃左右。結(jié)構(gòu)特點是:耐火物晶粒之間是由硅酸鹽結(jié)合的,顯氣孔率較高,抗爐渣侵蝕性較差,高溫體積穩(wěn)定性差。
(2)預(yù)反應(yīng)鎂鉻磚。將鎂砂(輕燒鎂粉)與鉻礦共磨壓坯在窯內(nèi)燒成,用合成的鎂鉻砂作為原料再制磚,形成“預(yù)反應(yīng)鎂鉻磚”。預(yù)反應(yīng)鎂鉻磚屬硅酸鹽結(jié)合鎂鉻磚的改進型。
(3)直接結(jié)合鎂鉻磚。直接結(jié)合鎂鉻耐火材料是由雜質(zhì)含量低的鉻精礦與較純鎂砂制作,燒成溫度在1700℃以上。其結(jié)構(gòu)特點是:耐火物晶粒之間多呈直接接觸,磚中方鎂石(固溶體)-方鎂石(固溶體)與方鎂石(固溶體)-尖晶石(固溶體)的直接結(jié)合程度高,因此其高溫性能、抗爐渣侵蝕性好,高溫體積穩(wěn)定性都較普通鎂鉻磚好。
(4)熔粒再結(jié)合鎂鉻磚(電溶再結(jié)合鎂鉻)。用電熔方法使鎂砂與鉻礦(輕燒鎂粉或菱鎂石與鉻礦)充分均勻地反應(yīng),合成結(jié)構(gòu)更理想的方鎂石固溶體和尖晶石固溶體鎂鉻原料,再結(jié)合鎂鉻磚就是用此原料制磚稱為熔粒再結(jié)合鎂鉻磚。由于制磚原料較純,都需要在1750℃以上高溫或超高溫下燒成。其顯微結(jié)構(gòu)特征是尖晶石等組元分布均勻、氣孔率低、耐火物晶粒之間為直接接觸、耐壓強度高、抗侵蝕性好、高溫強度高等,但缺點是熱震穩(wěn)定性較差。
(5)半再結(jié)合鎂鉻磚。以人工合成原料做顆粒,以鉻精礦與鎂砂為細粉的鎂鉻磚都應(yīng)稱為半再結(jié)合鎂鉻磚。國內(nèi)將由電熔鎂鉻料作顆粒,而以共燒結(jié)料為細粉或以鉻精礦與鎂砂粉為混合細粉,制作的鎂鉻磚都稱為半再結(jié)合鎂鉻磚。其燒成溫度在1700℃以上,磚內(nèi)耐火物晶粒之間也是以直接結(jié)合為主,優(yōu)點是抗熱震性較好,抗侵蝕、抗沖刷也不錯。
(6)共燒結(jié)鎂鉻磚(又稱全合成鎂鉻)。用百分之百的燒結(jié)合成鎂鉻砂為制磚原料,再經(jīng)過高溫燒成所生產(chǎn)的鎂鉻磚就是共燒結(jié)鎂鉻。其特點是抗侵蝕性好,高溫體積穩(wěn)定性好等。
(7)不燒鎂鉻磚(或稱化學結(jié)合鎂鉻)?;瘜W結(jié)合不燒鎂鉻磚,一般采用鎂砂與鉻礦為制磚原料,以聚磷酸鈉或六偏磷酸鈉或水玻璃為結(jié)合劑壓制的鎂鉻磚。不需高溫燒成,只經(jīng)200℃左右溫度烘烤。由于未經(jīng)高溫燒成,鎂砂會發(fā)生水化,不能長期存放。
(8)熔鑄鎂鉻制品磚。采用鎂砂、鉻礦為主要原料,加入少量添加劑,經(jīng)混合、壓坯與素燒,破碎成塊,進電弧爐熔融,再注入模內(nèi)、退火,生產(chǎn)成母磚,母磚經(jīng)切、磨等冷加工制成各種特定形狀的制品。熔鑄鎂鉻磚的結(jié)構(gòu)特點是成分分布均勻,耐火物晶粒之間主要為直接接觸,硅酸鹽以孤島狀存在,磚抗熔體熔蝕、滲透與沖刷特別好,但熱震穩(wěn)定性差。
——本文摘自“制鋼參考網(wǎng)”