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技術知識

感應爐用耐火材料的選擇及應用

發布時間:2021-09-23 07:36:01 人氣:

  感應爐是所有耐火材料應用場合中最具挑戰性的一種。大批量感應煉鋼裝置的裝配成功急需提高耐火材料的使用性能,結果則促進了感應煉鋼用耐火材料性能的不斷改進。

  感應爐用耐火材料需要根據爐型、爐子結構、所熔煉的鋼鐵種類、熔煉工藝和操作條件等進行選擇,同時也應考慮耐火材料的材質從室溫到工作溫度之間的物相和物理性能的變化過程和變化機理,以及耐火材料應用條件等。

  (1)無芯感應爐熔煉鑄鐵和有色金屬時,一般選擇SiO2、ZrO2?SiO2和由它們組成的復相耐火材料。由于ZrO2?SiO2在高溫受熱分解生成£ZrO2和fSiO2,均勻分布于材料中,從而賜予材料高溫塑性和抗蝕性能,表明ZrO2可延長SiO2質耐火材料的使用壽命。

  (2)無芯感應爐即可采用酸性煉鋼法也可采用堿性煉鋼法。酸性煉鋼用耐火材料與熔煉鑄鐵一樣,使用酸性耐火材料;堿性煉鋼則使用中性或者堿性耐火材料。

  (3)小型無芯感應爐煉鋼時,通常使用鎂質耐火材料筑襯,但這種耐火材料抗熱震性能較差,而且易被熔渣滲透,產生結構剝落,導致超前損毀,所以難以適應大容量、間歇性操作的使用環境。

  (4)正常操作的中型無芯感應爐煉鋼時使用由MgO-Al2O3或MgO-Spinal混合料制成的耐火材料,它們均屬于MgO-spind系耐火材料。

  (5)以多種廢鋼為原料煉鋼的中型無芯感應爐使用Al2O3-MgO(約10%MgO)質耐火材料,可獲得高壽命。

  (6)以直接還原鐵球作為添加料的中型感應爐應使用MgO-Al2O3-Cr2O3(添加鉻礦)質耐火材料。由于在高溫受熱時MgO、Al2O3、Cr2O3等反應生成復合尖晶石,其耐火性能高,抗蝕性強,結果則改進了與侵蝕能力強的高鐵/錳熔渣的適應性,因而其使用壽命長。

  (7)大型無芯感應爐使用由預合成Spinel粒料制成的尖晶石耐火材料,也可以使用由MgO(粗顆粒、細粉)、Spinel(中顆粒.細粉)和Al2O3微粒組成的混合料,同時經過對預合成Spinel和原位Spinel比例進行精心平衡而制成的MgO-Spine質耐火材料。這兩類耐火材料均能同大型無芯感應爐的操作條件相適應。

  (8)有芯感應爐熔煉灰鐵和鑄鐵的操作溫度為1450~1550,不是很高。雖然感應器熔溝與水套處的溫度高達1600~1700,但因實施了水冷卻,所以耐火材料的選擇不是很困難。

  (9)無芯感應爐主要采用打結方法筑襯,而有芯感應爐則主要采用澆筑方法筑襯。打結內襯耐火材料在燒結過程中會形成燒結層。為了獲得高的適應性,期望燒結層的擴展和強度的上升緩慢進行。因此,耐火材料的配方設計和原

  料選擇應保證內襯工作時與高溫熔體接觸的工作面能燒結形成具有一定強度的燒結層,而非工作層則應保持燒結前的散狀結構,這種結構具有阻止工作層裂紋遷移和吸收裂紋的作用,而為延長內襯的使用壽命打下良好的基礎。


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