镁碳砖在转炉各部位上的应用
转炉钢包用后MgO-C砖资源化工程设计
（ 片状 石 墨 ） 鳞 ，此外 ，还 需加 入 结 合 剂 （ 酚醛 树脂 ） 和 添 加 剂 （ 、硅 、镁 或 氮 化 硼 等 以抑 铝
制砖 中 的碳 氧 化 ） 。这 些 原料 经配 料 、热混 、成
综合 利用 钢铁生 产 中废 气 、废 水 和余 热 资源 ，从
Ｍｇ Ｃ砖 是 ２ Ｏ— Ｏ世纪 ７ ０年代 由 日本 开 发研
制成功 的一 种新 型耐火 材 料 。Ｍｇ Ｏ—Ｃ以氧 化镁 和碳 为 主要 成 分 ，所 用 原 料 是镁 砂 和碳 素 材 料
废弃 物利用 的深 度和广 度拓展 产业 结构 ，采 用高
型后 ，再经 ３ ０Ｃ左 右焙 烧 成耐 火 材 料 。Ｍ Ｏ— ０￣ ｇ
三条 用后 Ｍｇ Ｏ—Ｃ砖 的资源 化路线 需要 相 同
的拣 选 、除渣 、破碎 等过程 ，可 实现设 备 、车 间
ｃ 砖具有耐火度高 、抗渣侵性能好 、耐热振性强 及高温 蠕 变小等 优点 ，在 电炉 、转 炉及精 炼炉上 得到 广 泛 应 用 引。 同 时 ，由于 Ｍｇ ｏ—Ｃ砖 不
生 Ｍｇ Ｃ砖 过程 中 ，生产 的再生 还原镁碳 颗粒 ０一 骨 料不 但可用 于生 产优 质镁碳 砖 ，还可用 于生产 镁 碳 质 浇 注 料 、 喷 补 料 等 。 此 外 ，利 用 用 后 Ｍｇ ｏ—Ｃ砖 生产 的初级 镁碳 颗 粒 骨料 ，可广 泛用
料经皮带输送机 （ 带磁辊） 、电磁除铁器进入斗 式 提升机 受料 口，由斗式 提升机 送入两 台串联 的
生 Ｍ Ｏ—Ｃ砖 ，其性 能接 近于 Ｍｇ ｇ ｏ—Ｃ砖 黑色冶 金行 业 标 准 的 Ａ 级 水 平 ，显 著 优 于 日本 再 生
镁碳砖
镁碳砖开发及其在钢包渣线的应用河北瀛都复合材料有限公司王丕轩孙志红摘要：概述了镁碳砖的发展概况、生产过程及在钢包渣线的应用，并对其发展前景进行了展望。
关键词：镁碳砖；渣线；低碳化；精炼11镁碳砖发展概况MgO–C砖是20世纪70年代兴起的新型耐火材料，最早由日本九洲耐火材料公司渡边明首先开发，它是以镁砂（高温烧结镁砂或电熔镁砂）和碳素材料为原料，用各种碳质结合剂制成的耐火材料。
由于MgO–C砖具有耐火度高、抗热震性优良和抗侵蚀能力强等优良特性而被广泛应用于钢铁企业，如转炉炼钢和电炉炼钢[1]。
在日本研发出树脂结合MgO–C砖后，西欧开发了沥青结合的MgO–C砖，其残碳量约为10%，由于价格低于树脂结合MgO–C砖，故被成功地用于水冷电炉中的高温热点部位，同时也用于转炉。
我国在1980前后年开始研究含碳耐火材料[2]，并被列入国家“七五”(1985~1989)科技攻关项目。
1987年鞍钢三炼钢厂在转炉上试用MgO–C砖后，仅用一年时间就超额完成了“七五”转炉炉龄达千次的攻关目标。
发展到目前，全国各大中小钢厂已普遍推广使用MgO–C 质耐火材料作为转炉和电炉的炉衬。
随着冶炼技术的进步对耐火材料的新要求，低碳镁碳耐火材料成为镁碳耐火材料新的发展热点。
低碳MgO–C砖一般是指总含碳量不超过8%、由镁砂与石墨通过有机结合剂结合而成的MgO–C砖，降低碳含量可明显降低材料的热导率[3]。
近年来，对精炼钢包用低碳量、性能优异的低碳镁碳砖的开发受到国内外业界的重视，这方面的研究开发工作已取得一定的成果，展现了良好的发展前景。
2 镁碳砖的生产过程2.1 原料MgO–C砖的主要原料包括电熔镁砂或烧结镁砂、鳞片状石墨、有机结合剂以及抗氧化剂。
2.1.1 镁砂镁砂是生产MgO–C砖的主要原料，有电熔镁砂和烧结镁砂之分。
电熔镁砂与烧结镁砂相比具有方镁石结晶粒粗大、颗粒体积密度大等优点，是生产镁碳砖中主要选用的原料。
生产普通镁质耐火材料，对镁砂原料要求主要具有高温强度和耐侵蚀性能,因此注重镁砂的纯度及化学成分中的C/S比和B2O3含量。
低碳镁碳砖的研制和应用
低碳镁碳砖强度高，耐钢液冲刷，特别适合在钢 液冲 刷 剧 烈 的 部 位 使 用。包 钢 一 炼 钢 制 钢 三 部 150 t转炉投产以后，LF + VD 钢比例高达 90% 以上， 且在 4#精炼炉使用时，由于电极功率比较大，使渣 线部位温度较高，同时熔渣搅动比较剧烈，导致钢包 渣线镁碳 砖 的 使 用 寿 命 较 低，更 换 渣 线 比 较 频 繁。 同时，薄板厂也面临同样的问题，急待解决。因此， 开发生产适应于包钢的渣线镁碳砖势在必行。
图 2 方镁石昌粒直径与侵蚀指数的关系 1． 1． 3 添加剂
为了防止镁碳砖中的碳氧化而失去，在生产过 程中加入金属铝粉和硅粉作为抗氧化剂。在高温使 用过程中，镁碳砖中添加抗氧化剂作用可分为两个 方面: ( 1) 从热力学观点出发，在工作温度下，防氧 化剂与氧的亲和力比碳与氧的亲和力大，优先于碳 被氧化从而起到保护碳的作用。( 2) 从动力学的角 度出发，添加剂与 O2 、CO 或碳的反应生成的化合物 改变了镁碳砖的显微结构，增加了镁碳砖的致密度、 堵塞气孔，阻碍氧化及反应产物的扩散等。 1． 2 产品的制备
新研制生产的渣线镁碳砖比原来传统的渣线镁 碳砖使用寿命高主要有以下几个方面原因。
( 1) 采用了 CaO: SiO2 ＞ 2 的大结晶电熔镁砂及 L － 198 石墨。
( 2) 添加抗氧化剂的作用。添加的金属铝粉和 金属硅粉，在炼钢的温度下，防止了镁碳砖中碳的氧 化。其作用机理如下:
添加金属铝粉的与 CO 反应生成碳和 Al2 O3( s) ， 即: 2Al( L) + 3CO( g) = Al2 O3 ( s) + 3C( s) 。并伴随体积 膨胀 2． 4 倍，促使结构致密，堵塞气孔，从而起到抑 制氧化的作用。同时，随着 Al2 O3 ( s) 的生成，在高 温下与镁碳砖中的 MgO 发生反应，生成高熔点的镁 铝尖晶石 ( MgO · Al2 O3 ) ，提高了镁碳砖的高温强 度，增强了制品的抗冲刷性及抗侵蚀性。
转炉炉壳的变形分析及延长炉壳寿命的措施
转炉炉壳的变形分析及延长炉壳寿命的措施发表日期：2006-11-4 阅读次数：222面对钢铁市场的激烈竞争.世界各国的炼钢厂纷纷采用抗蚀性能好、抗热震性高、导热系数高以及不易剥落的镁碳砖作为转炉炉衬材料以提高炉龄。
为了进一步提高炉龄、世界各国相继采用溅渣护炉技术.不断创造出炉龄新纪录。
在提高炉龄的同时、也延长了炉壳持续工作时间.但伴之而来的问题是炉壳温度升高、炉壳变形严重.缩短了炉壳的使用寿命。
炉壳变形加剧造成炉壳直径变大.与托圈之间的间隙减小.严重时发生托圈与炉壳顶死的现象.造成转炉设备的重大事故隐患。
为了提高经济效益.必须抑制炉壳的变形速率.实现转炉炉壳的长寿化。
解决转炉炉壳变形的有效途径之一是强化炉壳的冷却.使炉壳工作温度处于材料的蠕变温度以下。
1 影响转炉炉壳寿命的因素分析影响转炉炉壳的因素较多.主要有以下几方面:1)炉壳材料的材质。
转炉炉壳有钢板焊接而成.早期的炉壳材料主要是采取降低碳当量的措施.注重炉壳材料的抗龟裂以避免热疲劳裂纹的产生以及便于炉壳的成型.未考虑它的高温热强性能和蠕变性能。
从20世纪80年代中期开始.为了寻求经济实用并适合在高温条件下工作的炉壳材料.世界各国的科技工作者进行了大量研究.并取得一定的进展。
我国对炉壳材料的研究工作开展较晚.目前我国转炉炉壳多采用A3 ,16Mn等材料.这些材料的高温热强性能以及抗蠕变性能较差，导致炉壳寿命普遍降低.己不能满足生产发展的需要。
2)转炉炉衬的影响。
转炉炉衬通常由工作层、填充层和永久层三部分组成。
进入20世纪80年代.一种新的炉衬耐火材料一镁碳砖的使用.获得了非常好的效果。
由于镁碳砖具有抗蚀性能好、抗热震性好以及不易剥落等优点.有利于提高炉龄.实现转炉的长寿化。
但由于镁碳砖导热系数增加了3~4倍.导致炉壳的工作温度升高.使炉壳一直在较大的热负荷下工作.炉壳变形急剧增加.炉壳与托圈之间间隙变小。
为控制炉壳表面温度.不得不对炉体实施强化冷却.才能延长炉壳寿命。
镁碳砖开发及其在钢包渣线的应用
镁碳砖开发及其在钢包渣线的应用河北瀛都复合材料有限公司王丕轩孙志红摘要：概述了镁碳砖的发展概况、生产过程及在钢包渣线的应用，并对其发展前景进行了展望。
关键词：镁碳砖；渣线；低碳化；精炼11镁碳砖发展概况MgO–C砖是20世纪70年代兴起的新型耐火材料，最早由日本九洲耐火材料公司渡边明首先开发，它是以镁砂（高温烧结镁砂或电熔镁砂）和碳素材料为原料，用各种碳质结合剂制成的耐火材料。
由于MgO–C砖具有耐火度高、抗热震性优良和抗侵蚀能力强等优良特性而被广泛应用于钢铁企业，如转炉炼钢和电炉炼钢[1]。
在日本研发出树脂结合MgO–C砖后，西欧开发了沥青结合的MgO–C砖，其残碳量约为10%，由于价格低于树脂结合MgO–C砖，故被成功地用于水冷电炉中的高温热点部位，同时也用于转炉。
我国在1980前后年开始研究含碳耐火材料[2]，并被列入国家“七五”(1985~1989)科技攻关项目。
1987年鞍钢三炼钢厂在转炉上试用MgO–C砖后，仅用一年时间就超额完成了“七五”转炉炉龄达千次的攻关目标。
发展到目前，全国各大中小钢厂已普遍推广使用MgO–C 质耐火材料作为转炉和电炉的炉衬。
随着冶炼技术的进步对耐火材料的新要求，低碳镁碳耐火材料成为镁碳耐火材料新的发展热点。
低碳MgO–C砖一般是指总含碳量不超过8%、由镁砂与石墨通过有机结合剂结合而成的MgO–C砖，降低碳含量可明显降低材料的热导率[3]。
近年来，对精炼钢包用低碳量、性能优异的低碳镁碳砖的开发受到国内外业界的重视，这方面的研究开发工作已取得一定的成果，展现了良好的发展前景。
2 镁碳砖的生产过程2.1 原料MgO–C砖的主要原料包括电熔镁砂或烧结镁砂、鳞片状石墨、有机结合剂以及抗氧化剂。
2.1.1 镁砂镁砂是生产MgO–C砖的主要原料，有电熔镁砂和烧结镁砂之分。
电熔镁砂与烧结镁砂相比具有方镁石结晶粒粗大、颗粒体积密度大等优点，是生产镁碳砖中主要选用的原料。
生产普通镁质耐火材料，对镁砂原料要求主要具有高温强度和耐侵蚀性能,因此注重镁砂的纯度及化学成分中的C/S比和B2O3含量。
镁碳砖中碳的作用
镁碳砖中碳的作用
镁碳砖是一种高温材料，常常在高温环境下使用。
它由镁粉和碳素原料混合而成，经过压制、烧结等工艺制成。
砖中的碳起到了重要作用，影响着砖的性能和应用。
本文将探讨镁碳砖中碳的作用。
碳的存在使得镁碳砖具有一些优良特性，比如高耐火性、抗热震性、导热性等。
首先，碳的加入可以增加镁碳砖的热稳定性。
当镁碳砖在高温下遭受热震的冲击时，碳能够吸收部分热量和冲击力，从而减轻砖的受损程度，提高砖的抗热震性。
其次，碳还可以提高镁碳砖的导热性。
镁碳砖的热传导主要依赖于镁粉的导热，而碳的加入可以增加砖体的导热系数，提高热传导效果，使得镁碳砖更适合在需要高热传导性的场合应用，如电磁炉等。
此外，碳还能促进镁碳砖的石墨化反应。
镁碳砖在高温下会发生石墨化反应，生成石墨相，从而提高砖的耐火性和热稳定性。
碳可以作为石墨化反应的催化剂，加速反应的进行。
砖中的碳含量越高，石墨化反应的速度也就越快，从而生成的石墨晶须也就越长越密集，提高砖的耐火性。
与此相反，过多的碳会对镁碳砖的性能产生负面影响。
过高的碳含量会使得镁碳砖在高温下易剥落，降低其使用寿命。
而过低的碳含量则会影响石墨化反应，影响耐火性。
因此，在生产镁碳砖时需严格控制碳的加入量，以达到适当的碳含量。
总之，碳在镁碳砖中起着重要作用。
它能提高砖的耐火性、抗热震性和导热性，促进石墨化反应。
在生产和应用中，需要根据具体情况，精确掌握碳的含量和配比，以达到最佳的性能和效果。
2023年转炉镁碳砖行业市场前景分析
2023年转炉镁碳砖行业市场前景分析
转炉镁碳砖是一种应用广泛的高温材料，主要用于钢铁冶炼中的转炉炉衬内部和下部保温层。
近年来，随着钢铁行业的快速发展，转炉镁碳砖的市场需求也不断增加。
本文将从市场需求、产能格局、技术创新等方面对转炉镁碳砖行业的市场前景进行分析。
一、市场需求
当前，中国钢铁市场供需矛盾较为突出，供过于求的情况严重影响了钢铁生产效率。
此外，随着环保政策的不断加强，钢铁企业需要采用更加环保、高效的生产技术。
这些因素都推动了转炉镁碳砖市场的需求增长。
二、产能格局
目前，中国转炉镁碳砖的生产主要集中在少数几家企业手中，市场竞争激烈。
这些企业技术实力雄厚，产品品质有保障，并且与钢铁企业建立了长期合作关系。
此外，一些中小企业也入局该市场，以满足局部市场需求。
未来，由于供需关系和市场竞争等因素，中国转炉镁碳砖市场可能会呈现出一定程度的行业整合。
三、技术创新
随着科技的不断进步，转炉镁碳砖行业也在不断探究新的技术路线和改进方案。
近年来，一些企业已经实现了从传统的钻孔压制生产工艺向挤压成型和注浆成型等多种生产工艺的转变。
这些技术创新不仅能提高生产效率，还可以提高转炉镁碳砖的产品质量，并减少对环境的污染。
综上所述，转炉镁碳砖市场有着广阔的前景和巨大的发展空间。
只有不断提高技术创新能力，不断改进产品质量和服务水平，才能在激烈的市场竞争中立于不败之地。
镁碳砖介绍
镁碳砖介绍镁碳砖是70年代初出现的，先是在超高功率电炉，接着在转炉、炉外精炼炉上使用，获得了非常好的效果。
由此，人们才认识到石墨、碳素材料和高温耐火氧化物之间结合所产生的作用。
断裂韧性差、高温剥落、抗渣渗透性差，这是高温烧成耐火制品的致命缺点，含碳耐火制品的出现突破了这些弱点。
在镁碳砖中氧化镁和石墨之间彼此相互包裹，不存在传统概念中的所谓烧结；石墨具有热传导系数高，弹性模量低，热膨胀系数小，不容易被熔渣浸润等优点，因此，由于石黑的引入，使炉衬耐火制品的断裂韧性和抗渣渗透性有本质的改善。
镁碳砖的主要特征是在微观结构上形成碳的结合物，这种结合是由有机结合剂在高温下结焦碳化形成的。
镁碳砖是一种不烧制品，其理化指标为：MgO70～85％，C l0～20％，显气孔率≤3％，体积密度2.87g／cm3，耐压强度40～50MPa，1400℃抗折强度l0～15MPa。
影响镁碳砖性能的工艺因素主要有原料、结合剂、添加剂等。
1．镁砂国外最初生产镁碳砖时采用的是高纯烧结镁砂，随着对镁碳砖使用过程的深入研究发现，高温下有如下反应：MgO+C→Mg↑+CO↑这个反应一般在1650℃开始，到l750℃时反应加剧，这是镁碳砖使用过程中损耗的重要原因之一，也是镁碳砖在1700℃以上使用损耗明显加剧的原因。
镁砂中的杂质SiO2，Fe2O3 等对上述反应有促进作用，因此，希望镁砂有较高的纯度。
电熔镁砂相对烧结镁砂来说，结晶结构更完整，对碳的还原作用也更稳定，特别是大结晶电熔镁砂这些特征表现得更为突出，所以镁碳砖的生产开始转向使用电熔镁砂。
考虑到碳的结合状态和结合剂的浸润性，也可以电熔镁砂烧结镁砂混合使用。
我国的镁碳砖基本上是使用电熔镁砂。
镁碳砖的使用结果表明，用MgO含量高、方镁石相结晶颗粒大、钙硅比大于2的镁砂，生产镁碳砖效果最好。
2．石墨石墨是镁碳砖中另一个基本组分。
石墨具有很好的耐火材料基本特性，主要理化指标：固定碳85％～98％，灰分13％～2％(主要成分SiO2，Al2O3等)，相对密度2．09～2．23，熔点3640K(挥发)。
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第31卷第3期2008年6月山东陶瓷SHAN DONG CERAMICSVol.31No.3J un.2008·综述·文章编号:1005-0639(2008)03-0003-05镁碳砖在转炉各部位上的应用贺东强(国家轻工业陶瓷耐火材料质量监督检测宜兴站,宜兴214221)摘 要 镁碳砖具有高耐火性,良好的抗热震性、抗剥落、抗渣性。
作为炉衬材料在转炉上推广使用,与别的炉衬材料相比,转炉寿命大幅提高。
本文叙述了镁碳砖的生产过程、工艺流程以及在转炉各部位的应用。
关键词 镁碳砖;转炉;应用;发展趋势中图分类号:TQ175.7文献标识码:A前言炼钢转炉是不需要外加热源,主要以液态生铁为原料进行炼钢的直立式圆筒形炉。
其主要特点是:靠转炉内液态生铁的物理热和生铁内各组分(如碳、锰、硅、磷等)与送入炉内的氧进行化学反应所产生的热量,使金属达到出钢要求的成分和温度。
根据炉衬耐火材料的性质可分为酸性转炉和碱性转炉两种;根据气体吹入炉内的部位,转炉分为底吹、顶吹、侧吹和顶底复合吹炼转炉。
镁碳砖耐火度高、抗渣侵性能好、耐热震性强及高温下具有优良稳定性能、导热性好、耐磨损、耐剥落性好。
在电炉、转炉及精炼炉上广泛得到应用,使用寿命大幅度提高。
同时,由于镁碳砖不需高温烧成,节省能源,制作工艺简单,因而被世界许多国家迅速推广应用。
我国自上世纪80年代初开始研制镁碳砖,经电炉和精炼炉小批量使用后,收到较好的使用效果。
随后,鞍钢、武钢、首钢及宝钢等钢铁厂陆续在大、中型转炉上试验镁碳砖,转炉炉龄均大幅度提高。
现在我国已经成为世界上最大的镁碳砖生产国。
随着镁碳砖的档次不断提高,转炉炉龄也有较大幅度的提高,为降低炼钢成本奠定了基础。
1 镁碳砖的生产1.1 原材料的选用 研究与实践表明,原材料的质量性能对镁碳砖使用效果有较大影响。
因此,必须严格选用各种原材料。
1.1.1 镁砂的选择镁碳砖在使用过程中镁砂颗粒的蚀损过程大致为:①方镁石颗粒与石墨在高温真空下产生固相反应如下:MgO+C→Mg↑+CO↑生成的蒸汽和CO挥发;②方镁石颗粒被熔渣化学熔损,包括外来炉渣及镁砂杂质中的各类氧化物的熔损;③镁碳砖工作层基质氧化脱碳后,其结合强度降低.在炉渣的渗透及冲刷下,方镁石颗粒脱离砖体被冲裹进炉渣内。
日本学者对电熔镁砂中MgO含量与侵蚀深度间的关系以及镁碳砖的抗渣性与镁砂中方镁石晶粒大小之间的关系作了深入的研究,其结果见图1、图2。
从图1、图2可以明显看出,生产镁碳砖不仅要注意镁砂的纯度,而且还要注意选用大结晶的电熔镁砂,并希望CaO/SiO2≥2。
在充分考虑上述因素后,使用的镁碳砖选用了方镁石结晶晶粒大、结合力强、杂质少的高氧化镁含量的镁砂作为主要原料,这种镁砂不仅能降低方镁石晶体被硅酸盐相分割程度,减少熔渣对晶界的侵蚀速度,还可以提高镁砂与石墨高温共存时的稳定收稿日期:2008205208 表1镁砂的理化指标(wt%)名称MgO≥CaO≤SiO2≤Al2O3≤Fe2O3≤I.L 体积密度g/cm3≥电熔镁砂98.5 1.00.40.20.4 3.5097.0 1.5 1.50.30.8 3.45烧结镁砂97.50.40.3 3.3095.0 1.6 2.20.3 3.20性。
此外,由于其体积密度大、结合力强,在镁砂加工过程中可得到边界棱角鲜明的颗粒,加强与基质的镶嵌结合,提高镁砂颗粒在镁碳砖中的稳定性。
电熔镁砂与烧结镁砂相比具有方镁石结晶粒粗大、颗粒体积密度大等优点,是镁碳砖中主要选用的原材料,成分见表1。
1.1.2 石墨的选择镁碳砖的碳源选用石墨,碳能防止炉渣向砖内浸入,有益于提高砖的抗侵蚀性。
镁碳砖一般选用天然鳞片状石墨。
天然鳞片石墨的熔点高达3700℃,它具有典型的片层状结构、高的导热率和低膨胀系数及弹性模量,是生产镁碳砖理想的碳素材料。
石墨的纯度越高、鳞片越厚大,抗氧化性能就越好,高温失重也就越小。
选用的石墨应分为两个档次,易损部位如耳轴、渣线、装料侧的加长砖宜选用L197牌号石墨,其他部位宜选择L195牌号石墨,对石墨中SiO2含量应控制在最低范围。
1.1.3 结合剂的选用结合剂是生产镁碳砖的关键材料,应具备以下条件:①常温下能保持适当的粘度和流动性,对镁砂和石墨有良好的润湿性和亲和性,不产生时效硬化;②在热处理过程中能进一步聚合,使制品有较高的强度;③在升温过程中应有较高的残碳性,并与其它碳素材料聚合,使制品有良好的高温性能;④性能稳定可靠。
根据上述要求,经过反复实践,选用酚醛树脂或沥青结合剂作为生产镁碳砖的结合剂。
1.1.4 防氧化剂的选用镁碳砖的氧化脱碳是导致其蚀损的重要原因。
镁碳砖脱碳后,造成了基质疏松、结合强度降低,被炉渣渗透熔损,镁砂骨料脱落。
向镁碳砖中添加一些与氧的亲和力大于碳的粉末,可大大提高镁碳砖的抗氧化能力及高温强度。
硅粉:有良好的防氧化效果,硅粉本身氧化生成二氧化硅,熔点较低,对镁碳砖的使用会带来一些负面影响,所以一般使用在不接触渣的部位,比如转炉包底、转炉炉口炉帽等。
碳化硅:防氧化效果与硅粉相同,使用部位也相同。
铝粉:防氧化效果良好,主要使用在转炉渣线部位。
碳化硼:防氧化效果良好,主要使用在转炉出钢口部位。
以上防氧化剂在使用上都有自己的优势和劣势,比如铝粉,使用在转炉耳轴部位就会降低该部4山东陶瓷第31卷 图3 生产工艺流程表2镁碳砖分类品种主要原料高档镁碳砖大结晶电熔镁砂、98电熔镁砂、96以上天然磷片石墨中档镁碳砖97电熔镁砂、94以上天然磷片石墨低档镁碳砖重烧镁砂、高纯镁砂、90以上天然磷片石墨位产品的抗剥落性能。
在很多情况下,会将几种防氧化剂配合使用,比如在转炉整体出钢口就会同时使用铝粉、硅粉、碳化硼。
另外,防氧化剂的使用不单单考虑其防氧化性能,有时还要考虑其对其他性能的贡献,比如在包底制品中加入适量的铝粉,能大幅度的提高该部位制品的高温强度,从而提高该制品的抗冲击性能。
2 生产工艺流程镁碳砖的生产工艺流程见图3。
2.1 泥料的配比(%)电熔烧结镁砂70～85,鳞片状石墨15～20。
添加剂5～10;酚醛树脂(外加)5～7,固化剂适量。
实践表明,采用多级配比、选用合适的细粉粒度生产出的镁碳砖具有较高的密度和强度,可以满足使用要求。
以产品的原料质量来划分,镁碳砖可分为高、中、低三档,见表2。
2.2 泥料混练泥料混练的效果直接关系着制品的质量。
因此对成形工序应采取以下技术措施:①将镁砂颗粒预热至40℃左右,确保混练均匀;②结合剂预热至30～40℃,增加流动性;③将固化剂与树脂预先混合再加入泥料中;④严格控制树脂加入量,要确保其均匀的润湿泥料并防止结团,要保证困料时间。
加料顺序为:镁砂颗粒→石墨→结合剂→筒磨细粉→沥青,必须确保总混练时间。
2.3 成形成形工序首先要选择合适吨位的压力机。
成形时要准确控制泥料重量、确保布料均匀,打击次数及轻重需满足要求。
2.4 热处理镁碳砖不需高温烧成,但需进行热处理。
在150～200℃环境下进行24h烘烤后,物料与结合剂固化,使制品的强度达到要求。
2.5 镁碳砖的分类Y B/T4074-1991黑色冶金行业标准中规定:砖按碳含量分为三类,每类又分为三个牌号,理化指标应符合表3。
3 镁碳砖在转炉炉衬上的应用3.1 转炉各部位炉衬的工作条件转炉各部位炉衬的工作条件见表4。
3.2 镁碳砖在转炉上的应用炉口、炉帽部位温度变化剧烈,受渣蚀较严重,应选用抗热震性好,抗渣性强的镁碳砖。
耳轴两侧除受吹炼时损毁作用外,表面无保护渣层覆盖,不易修补,砖中碳易氧化,应砌筑抗渣性优良、抗氧化性好的优质镁碳砖。
渣线部位与熔渣长期接触,受渣蚀严重,需砌筑具有优良抗渣性的镁碳砖。
装料侧吹气时炉渣和钢水的喷溅作用容易造成化学侵蚀、磨损、冲刷以及装入废钢和铁水时的直接撞击和冲蚀,应选用具有抗渣性强、高温强度高、抗热震性好的镁碳砖。
炉缸炉底与其他部位相比侵蚀较轻,可选用普通镁碳砖。
当采用顶底复合吹炼技术时,尤其是底吹CO2、O2等气体时,损毁更为严重。
应选用抗氧化性和抗热震性好,高温强度高,抗渣性强的高级镁碳砖。
根据转炉炉体部位损毁的特点,使用不同品级的镁碳砖配合砌筑,形成均衡损毁的综合炉衬。
某钢厂转炉各部位用镁碳砖的性能见表5。
4 镁碳砖技术发展趋势4.1 纳米技术在镁碳砖中的应用:日本某研究机构已经应用纳米技术生产镁碳砖在R H炉上试5 第3期 贺东强:镁碳砖在转炉各部位上的应用 表3镁碳砖的理化指标项目M T10A M T10B M T10C M T14A M T14B M T14C M T18A M T18B M T18C MgO%≥807876767474727070C%≥101010141414181818显气孔率%≤456456345体积密度g/cm≥3 2.90 2.85 2.80 2.90 2.82 2.77 2.90 2.82 2.77常温耐压强度MPa≥403530403525403525高温抗折强度MPa≥1400℃30min65412851074 表4转炉各部位炉衬的工作条件部位炉衬工作条件炉口装料、吹炼、出钢、倒渣时温度变化大;炉渣侵蚀,携尘废气冲刷、装料及清钢、渣时受机械撞击炉帽取样及出钢时受炉渣侵蚀,温度变化大,空炉时砖中碳素易被氧化,受废气及粉尘的侵蚀与磨损炉身装料侧受废钢及铁水的撞击与冲刷,温度变化大出钢侧受炉渣及钢水的侵蚀与磨损,出钢时受炉渣及钢水的热冲击与冲刷耳轴区炉衬挂渣少,空炉时砖中碳素被氧化;炉子倾动时受异常力的作用渣 线炉渣侵蚀炉 底受钢水剧烈冲刷与磨损顶底复合吹炼转炉底供气砖受钢水及炉渣化学侵蚀与剧烈冲刷,温度骤变及氧化作用出钢口受钢水冲刷,炉渣侵蚀及温度变化剧烈 表5某厂转炉各部位用镁碳砖的性能及特征使用部位化学成分%MgO固定碳显气孔率%体积密度g/cm3常温耐压强度MPa1400℃×30min高温抗折强度MPa砖的特征炉口80.112.1 2.4 3.065514 低碳镁碳砖炉帽75.117.5 1.9 3.004614～15 中碳镁碳砖炉帽73.218.9 2.5 2.994316 高碳镁碳砖用优质镁砂石墨装料侧77.217.1 1.8 3.025216 以优质镁砂石墨为原料炉身74.216.9 1.8 2.994614耳轴77.216.8 1.8 2.994516～18 添加新型抗氧化剂风口周围75.318.6 2.2 2.984419 大结晶镁砂并添加新型氧化剂炉底75.617.2 2.0 2.984214验使用,使用效果基本能达到镁铬砖的使用效果,但是该镁碳砖成本惊人。
纳米技术能否在镁碳砖生产上得到推广,现在还不乐观。
4.2 超低碳镁碳砖:在冶炼超低碳钢和不锈钢时,对镁碳砖中碳含量提出了新的要求,要求制品具有高碳镁碳砖的性能的同时,碳含量尽可能低,目前碳含量在5%以下的低碳镁碳砖已经是比较成熟的制品,进一步研发碳含量在3%以下的镁碳砖是某些生产商正在进行的任务。