中頻爐的耐火材料比較簡單,一般都是打結(jié)料。對于熔化鑄鐵的一般采用價格比較便宜的石英砂做打結(jié)料。當(dāng)冶煉溫度高、冶煉條件比較惡劣時石英砂打結(jié)料的使用壽命就大大下降,不能滿足用戶的使用要求。這時就需要采用鎂質(zhì)、鎂鋁質(zhì)、鎂鉻質(zhì)等干式打結(jié)料(也就是大家常說的堿性爐襯材料)。
在鑄造行業(yè)工作的都很清楚冶煉高錳鋼時不僅冶煉溫度高,而且冶煉條件比較惡劣,鋼液中的Fe、Si、Ai、Mn、C、渣中的CaO、SiO2、FeO等元素對爐襯的侵蝕十分嚴(yán)重。從而導(dǎo)致爐襯的使用壽命大大降低。這時采用鎂質(zhì)、鎂鋁質(zhì)或鎂鉻質(zhì)等干式打結(jié)料(也就是大家常說的堿性爐襯材料),就能較好的解決問題。
鎂質(zhì)爐襯材料的主要成分就是MgO。MgO本身就是高熔點(diǎn)物質(zhì),同時MgO+(FeO、Fe2O3)=MgO.Fe2O3,MgO與Fe2O3能化合成鎂鐵礦(MgO.Fe2O3),此化合物又能與MgO生成固熔物,兩種物質(zhì)都是高溫耐火材料。為了使?fàn)t襯層有高的耐火度,必須使?fàn)t襯中MgO達(dá)到一定含量。如果MgO含量低,F(xiàn)e2O3就會與CaO起作用生成低熔點(diǎn)的鐵酸鈣。
MgO在高溫狀態(tài)下呈堿性,不與鋼液中的MnO、Cr2O3等金屬氧化物反應(yīng)起作用,抗鋼水侵蝕能力強(qiáng)。因此,能有效的延長爐襯的使用壽命
由此可見,選擇爐襯材料必須根據(jù)所熔煉的鋼種來選擇。同時也要充分考慮爐渣的成分、熔煉的溫度和高溫下氣相揮發(fā)。
一般來說冶煉普通鋼采用冶金鎂砂也就是中頻爐專用鎂砂,冶煉高錳鋼采用中頻爐專用鎂砂加中檔或高純鎂砂,而冶煉不銹鋼則采用電熔鎂砂。
鎂質(zhì)爐襯材料的優(yōu)點(diǎn)是:1、成本較低,2、不易裂紋、滲鋼和漏鋼等事故率較低(這里所說的裂紋主要是橫向裂紋。細(xì)小的縱向裂紋是堿性干式打結(jié)料的礦物質(zhì)結(jié)構(gòu)、化學(xué)成分及打結(jié)密度、熔融結(jié)果等因素所特定的)3、燒結(jié)層較薄、拆爐容易。4、后面的爐襯干式打結(jié)料沒有燒結(jié)、密度較低,保溫效果較好。5、不含水分等。因此鎂質(zhì)干式打結(jié)料打結(jié)的爐襯幾乎不用烘爐就可直接使用。
堿性干式打結(jié)料對于降低能耗和提高效率是非常有利的。
一般來說堿性干式打結(jié)料的使用壽命在70爐次以上。
當(dāng)爐渣堿度偏低時,對鎂質(zhì)爐襯侵蝕較為嚴(yán)重,爐襯的壽命隨之降低;相反,當(dāng)爐渣堿度較高時,對爐襯的侵蝕較輕微,爐襯的壽命相對提高。
爐渣中含有氟離子、金屬錳離子等高時,或熔池溫度到1700℃以上,溶液的黏度也會急劇下降,爐襯的損毀速度加快,爐襯壽命會大幅度降低。
溶液滲入耐火材料內(nèi)部的成分包括;渣中的CaO、SiO2、FeO;
鋼液中的Fe、Si、Ai、Mn、C,甚至還包括金屬蒸汽,CO氣體等。
這些滲入成分沉積在耐火材料毛細(xì)孔道中,造成耐火材料工作面的物理化學(xué)性能與原耐火材料基體的不連續(xù)性,在操作溫度急變下將出現(xiàn)裂紋、剝落和結(jié)構(gòu)疏松,嚴(yán)格的說這個損毀過程比溶解損毀過程嚴(yán)重得多。
1)爐襯耐材質(zhì)量提高是基礎(chǔ),爐襯的打結(jié)致密、優(yōu)化煉鋼工藝、降低煉鋼溫度、及時補(bǔ)爐等是提高爐齡的關(guān)鍵。
2)合理使用適當(dāng)量的結(jié)合劑、粘結(jié)劑、添加劑也將提高爐襯的整體質(zhì)量。詛如:在鎂質(zhì)爐襯材料中添加一定比例的高鋁質(zhì)材料,使其在高溫作用下生成鎂鋁尖晶石相,也有利于提高爐襯的使用壽命。
3)提高爐齡可以降低生產(chǎn)成本、增加產(chǎn)量、降低工人的勞動強(qiáng)度。同時也對生產(chǎn)、技術(shù)、管理起到帶動和促進(jìn)作用。