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镁钙系耐火材料存在的问题及以后的发展方向
浏览: 发布日期:2021-10-27
在2021年10月27日,国内镁钙系耐火材料出现在20世纪70年代末,当时开始生产合成镁白云石熟料及烧成浸油砖,在宝钢300吨大型转炉试用,超过当时日本同类产品的水平,后来,发展为树脂结合、沥青结合镁白云石碳砖。80年代后期,因镁碳砖的盛行,MgO-CaO质耐火材料受到强烈冲击,与MgO-C砖混合砌砌,能够获得较高炉龄。与此同时,MgO-CaO质耐火材料在AOD等精炼炉上试验成功。
 
 
目前,我国生产和使用的镁钙质耐火材料包括各种烧成镁钙砖、不烧镁钙(碳)砖和镁钙质中间包涂料及干式捣打料等。
 
1、存在的问题
 
镁钙系耐火材料存在很多优良的性能,但也有一些固有的问题需要解决。
 
(1)水化问题
 
水化是镁钙系耐火材料,包括烧成制品和不烧制品在使用过程中的核心问题,镁钙耐火材料的水化包括生产中的消化,运输过程中接触到空气中的水气,还包括使用过程中的水化。目前已经有很多方法可以避免水化,比如:现在在生产时结合剂已经由传统的树脂改成无水树脂,这样直接避免原料在没成型之前的水化。而且在成型的时候需要多大轻打的原则,生产出的砖坯需要及时涂抹防水化挤,而且生产好的砖要及时入窑,并且干燥镁钙系列的窑不能入其它品种的砖。成品砖需要经过浸蜡,这样能很好的防止成品砖在潮湿的空气中水化。包装需要经过抽真空处理,而且成品砖不宜放置时间过长。冬季生产要好于夏季,所以尽量在冬季生产,夏季少生产,尤其是雨季。
 
(2)高钙镁钙耐火材料开发与生产
 
游离CaO含量高的镁钙系耐火材料,在我国还几乎没有生产,但是在在日本,欧洲一些国家,高钙镁钙系耐火材料已经得到广泛应用,大都应用在炉外精炼设备上。
 
(3)基础理论研宄薄弱
 
目前对优质高钙镁钙合成原料及制品的抗渣性问题缺少系统的理论研宄,对抗渣机理人们也局限于实验室合成渣的研宄,特别是对于现场精炼炉渣使用寿命与高钙材料抗渣性之间的关系研宄很少。
 
2、今后的发展方向
 
(1)发展CaO含量高的镁钙系耐火材料
 
我国的天然白云石资源比菱镁石资源丰富,而菱镁石除了用于生产镁钙耐火材料外,更多的是用于生产多种重要的镁质耐火材料。我国菱镁资源越来越少,因此,在满足炼钢生产要求的前提下,应尽可能多地利用天然白云石,发展高CaO含量的镁钙质耐火材料,以节省菱镁矿资源。另一方面,CaO含量高的镁钙质耐火材料净化钢水的效果比CaO含量低的镁钙耐火材料好。因此,要大力开发CaO大于50%的镁钙耐火材料。
 
(2)开发高档镁钙质耐火材料
 
随着冶炼环境的变化,一些镁钙制品不能满足使用要求,例如AOD炉的风口区域,国产镁钙砖的使用效果还不如国外镁钙砖,所以有很多钢厂在要求比较苛刻的部位仍使用镁铬砖或进口的镁钙砖。因此,应尽快开发适用于AOD炉风口区等关键部位的高档镁钙砖。主要途径是采用高纯度、高密度的电熔原料;在砖料中添加适量的ZrO2;选择砖料合理的粒度分布,控制砖的气孔率等。以提高镁钙砖的耐高温腐蚀性,耐机械磨损性和热震稳定性等高温性能。另外,还要根据不同的使用条件,开发不同使用性能的镁钙砖,使之形成系列化。
 
(3)开发精炼钢包用干式镁钙捣打料
 
镁钙材料具有净化钢水的功能,特别适用于各种精炼钢包(炉)。因此,为了满足洁净钢冶炼的需要,应开发精炼钢包(炉)用干式镁钙捣打料和相应的施工及烘烤技术。一旦开发成功,将是一种非常受欢迎的镁钙耐火材料。
 
(4)开发镁钙浇注料
 
由于含CaO的耐火材料易水化,使它的生产和使用受到很大的限制,特别是高CaO含量的耐火材料。因此,国内外都在对含CaO耐火原料的防水化技术进行研宄。主要方法是采用碳化法和磷酸浸渍法对含CaO耐火原料的颗粒表面进行处理,或者在颗粒表面涂抹无水有机材料,形成防水化保护层,使CaO与外界隔绝达到防止水化的目的。或者在配料时加入某些添加物(TiO2、ZrO2等),在烧结过程中添加物与CaO反应生成抗水化的高温化合物。这些研宄工作都取得了一定的成果,但仍处于实验室试验阶段,很难应用到工业生产中。因此,要继续深入开展镁钙耐火原料的防水化技术的科技攻关,该项技术一旦突破,在工业生产中得到应用,就能够开发镁钙质浇注料,用于各种精炼钢包和中间包等。
 
(5)开发水泥窑用镁钙耐火材料
 
目前,国外许多国家已在水泥回转窑烧成带和过渡带等区段广泛使用镁钙砖,取代镁铬砖,避免了因使用镁铬砖对环境造成污染。其中美国水泥回转窑烧成带各种镁钙砖使用率已达到86%,我国只有少数厂家在水泥回转窑上使用进口的镁钙砖。因此,必须根据我国的国情,借鉴国外的经验,利用我国丰富的天然白云石资源,开发水泥回转窑用镁钙砖。
 
随着我国不锈钢和洁净钢生产的快速发展,我国的镁钙耐火材料又进入了新的发展阶段。可以预测,镁钙耐火材料将成为我国主要的优质碱性耐火材料品种,不仅能够满足我国不锈钢和洁净钢生产及其他行业的需要,而且还可以出口。
 
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