谁知道 炉外精炼 用耐火材料的发展趋势?

wangref

我有一篇文章，炉外精炼用耐火材料提高寿命的途径及其发展动向，炉外精炼用耐火材料的发展动向可大致归纳如下：
1、 直接结合镁铬砖发展动向
/ ]3 p" M9 t! c  R' t: k直接结合镁铬砖在一些炼不锈钢的炉外精炼如VOD、AOD以及RH真空室下部、底部、浸渍管使用效果甚好。为了进一步提高其使用寿命，一些研究者开展了镁铬砖气孔微细化研究。气孔微细化不仅能提高耐火材料抗熔体的渗透性，还可以改善其抗热震性。
( K1 U1 B- u0 @, e1 z; N8 w4 N镁铬砖气孔微细化，除加Fe-Cr粉]外，估计在镁铬砖制砖中加入Cr粉或Al粉以及Cr2O3微粉或Al2O3微粉，也能在烧成时，由于金属氧化、生成尖晶石及固溶体时的体积效应，使镁铬砖透气度降低，气孔微细化。从Cr-Cr2O3二元相图看，同时加入Cr与Cr2O3微粉，由于能形成1645 ℃的低共熔物，因此还可以降低镁铬砖的烧成温度。
2. 镁钙（MgO-CaO）砖发展动向
) U1 l5 \$ G* J2 I2 \. l8 d: ~, ]" ?精炼渣中氧化铁含量少，不会导致氧化铁与MgO-CaO砖中CaO生成较多的低熔点铁酸钙，因此烧成镁钙砖可用于炉外精炼炉。镁钙砖用于精炼炉，不会有有害元素进入钢中，适于炼洁净钢；同时没有污染环境问题。 在欧洲，VOD广泛采用镁白云石砖，在日本只有炼无铬钢时才采用镁白云石砖。
# b! s% ~2 J) R9 S1 v' G1 D镁钙砖的主要问题是CaO水化问题。加入添加剂虽可提高MgO-CaO材料的抗水化性，但一般都会明显地降低MgO-CaO材料的使用性能，如抗侵蚀性，此外有的添加剂还可能污染钢液。 看来，采用欧洲生产MgO-CaO砖的方法是较为合适的，即由超高温竖窑煅烧生产镁钙砂，然后就近制砖，再用金属箔塑料抽真空包装，集装箱运输到使用厂家。
3. 镁碳（MgO-C）砖与镁钙碳（MgO-CaO-C）砖发展动向
, }& u& t% {& i% g& ~0 Z; q! Y镁碳砖与镁钙碳砖适合用在优质碳素合金钢与低碳钢的一些炉外精炼钢设备如LF炉等做炉衬。
对于一些要求高的低碳钢，为避免镁碳或镁钙碳砖中碳过量进入钢液，现在开展了碳含量在5%以下的低碳镁质材料的研究开发。Ishii等得出：石墨比表面积大约在5m2•g-1以上时，就可提高MgO-C砖的抗热震性[38]。值得注意的是日本九州耐火材料公司采用团聚体型纳米碳黑并以加有少量B4C的树脂为结合剂，研制出的含碳只有3%的低碳镁碳砖，但其优良性能与含石墨18%的镁碳砖相近，而热导率却很低[21-23]。看来，纳米技术在不烧砖与不定形耐火材料中的应用是值得展开研究的，而降低纳米碳黑成本是推广这类技术的关键。
& O9 A6 L/ s2 w$ d0 P4. 炉外精炼用无铬或低铬尖晶石砖发展情况
由于直接结合镁铬砖中的Cr2O3(六价铬)会污染环境，因此近年来不少研究者开展了以镁铝尖晶石为主，加入TiO2、ZrO2等或加入少量Cr2O3的方镁石-尖晶石砖研究，以取代直接结合镁铬砖。但至今这类镁尖晶石砖在大型水泥窑的烧成带以及VOD、AOD、RH的一些蚀损严重部位仍处于研发与试验阶段。
$ ~, v( ~+ F, z! }* B- L4 h- I   Kai等在MgO-MgO•Al2O3砖中加入TiO2，添加1%TiO2的烧成镁铝尖晶石砖砌于真空精炼钢包渣线部位进行试验。试验结果其寿命只比不加TiO2的镁铝尖晶石砖（MgO：79.5%、Al2O3：19%）提高10%（即由20炉次提高到22炉次）。但在镁铝尖晶石砖中不加TiO2而改为加入Cr2O3 ，由于Cr2O3能抑制炉渣渗透，Cr2O3加入量在2%～3%时，气孔率最低，炉渣渗入深度最浅。将这种低铬镁铝尖晶石砖（MgO：74.0%、Al2O3：18.3%、Cr2O3：3.0%）砌在真空精炼钢包渣线部位进行试验，其寿命提高25%（为25炉次）。  图39 Cr2O3含量与显气孔率、炉渣渗透深度之间的关系除镁铝尖晶石无铬砖的开发外，还开发了MgO-CaO-ZrO2砖与MgO-Y2O3砖。K.Shimizu等[10]报导了他们开发的MgO-Y2O3砖，并将其用于RH真空室下部，使用寿命与镁铬砖相当。认为MgO- Y2O3砖完全可以取代镁铬砖。MgO-Y2O3砖用后的炉渣渗透层甚薄，是由于Y2O3与渣中CaO、SiO2反应生成高熔点化会物Ca4Y6O(SiO4)6，从而抑制了炉渣的渗透。但Y2O3甚贵。
  5. 关于镁阿隆（MgAlON）结合镁质耐火材料在炉外精炼炉应用的预期
炉外精炼用耐火材料还存在一些问题，开发新材质是十分必要的。建议对镁阿隆结合的碱性耐火材料在抗氧化性及对精炼渣的润湿性与抗侵蚀性上进行研究、开发与试用实验。MgAlON结合的碱性耐火材料是指MgAlON结合电熔镁砂、烧结镁砂与镁铝尖晶石等。
   MgAlON结合的碱性耐火材料可能适合于精炼炉用的原因如下：
（1）对环境不污染。
7 e0 P! Q" Q6 f( a4 D: q（2）用MgAlON结合的镁质材料做炉衬，在炼炼超低碳钢、特别是不含铬的超低碳钢，以及含氮高的钢时，不会污染钢液。
（3）MgAlON是AlON尖晶石与MgO•Al2O3尖晶石的固溶体。AlON的主要缺点是在低于1650 ℃不稳定，会分解；而在氧压高的气氛下会氧化。炉外精炼温度一般都在1600℃以上，1600~1750℃之间；而精炼渣中FeO含量低，气氛中氧压甚低，一般Po2=10-12~10-9Pa。即在炉外精炼条件下，AlON是稳定的，MgAlON也是稳定的。
. m  o! [: F  G* e! J, {（4）一般说来，耐火非氧化物与熔渣或金属熔体的润湿性较差，因此MgAlON结合的镁质耐火材料抗熔渣与金属熔体的渗透性会好。
（5）MgAlON即使发生分解,但由于产生N2在耐火材料表面可能形成气膜，也能阻挡熔体的渗透与侵蚀。

3 A- o5 E7 j2 V  ^[ 本帖最后由 wangref 于 2008-12-23 11:29 编辑 ]

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richardlian

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