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钢包底吹透气砖的材质和使用

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  目前透气砖的材质有刚玉质、铬刚玉质、高铝质和镁铬质等。表1为精炼钢包用透气砖和座砖的理化指标。
  A刚玉-尖晶石体系透气砖单相刚玉质浇注料的抗渣性和抗热震性均不理想,而尖晶石材料具有良好的抗渣侵蚀性。按复相改性改善耐火材料性能的原理,在刚玉浇注料中加入高纯电熔尖晶石,以改善刚玉浇注料的性能。原料方面以板状刚玉为颗粒料,以电熔白刚玉、尖晶石、活性α-Al2O3微粉等为细粉,铝酸钙水泥为结合剂。其优点是抗热震性、抗渣性明显提高;缺点是透气砖在高温处理过程中,尖晶石发生体积变化,造成透气砖体积稳定性差,生产过程中不易控制。B刚玉-氧化铬体系透气砖为了进一步提高透气砖抵抗钢渣的侵蚀能力,制品中加入一定量的氧化铬微粉。其主要原料以板状刚玉为颗粒料,板状刚玉细粉、氧化铬微粉为细粉,铝酸钙水泥为结合剂。
  在高温下氧化铬、氧化铝形成高温固溶体,同时与少量的氧化镁形成部分固溶体MgO-Cr2O3-MgO-Al2O3。这种固溶体对Fe2O3或炉渣的侵蚀及抵抗性显著增强,且黏度非常大,从而在高温下能够有效地阻止钢渣的渗透和侵蚀。同时,少量的Cr2O3还能够抑制Al2O3过分增长,也减少了晶体内应力,提高材料的物理性能。但如果加入量太多,刚玉晶粒生长受到过大的抑制,也将产生内应力,从而降低材料的物理性能。此外,Cr2O3价格比较高,加入量太多会大幅度增加成本;另外,Cr2O3对环境造成严重污染。
  C刚玉-尖晶石体系透气座砖刚玉-尖晶石体系透气座砖是应用最为广泛的材质,主要原料以板状刚玉、α-Al2O3微粉、尖晶石为主,纯铝酸钙水泥结合。其优点是由于尖晶石抵抗酸和碱的能力比较强,并且是高熔点化合物,具有良好的性能。铝镁尖晶石抵抗碱性熔渣的能力强,对铁氧化物的作用也较稳定,在高温下与磁铁矿接触时会发生反应而形成固溶体,透气座砖高温耐侵蚀性得以提高;同时,固溶MgO或Al2O3的尖晶石由于矿物之间膨胀系数的差异,其抗热震性更好。缺点是MgO与Al2O3按理论组成形成尖晶石时,产生约8%的体积膨胀,因而烧成时较难致密化,透气座砖体积变化难以控制。
  D刚玉-氧化铬体系透气座砖
  刚玉-氧化铬体系透气座砖是在刚玉-尖晶石体系基础上,为了提高透气座砖高温耐剥落性而产生的。主要原料以板状刚玉、α-Al2O3微粉、工业氧化铬、尖晶石为主,纯铝酸钙水泥结合。其优点是在尖晶石提高座砖性能的基础上,通过Al2O3-Cr2O3形成的固溶体对氧化铁炉渣的侵蚀抵抗性显著增加,加入少量Cr2O3能抑制氧化铝晶体过分增长,从而减小了晶体内部应力,提高透气座砖的抗热震性、抗冲刷性及耐侵蚀性。缺点是Cr2O3加入过多,刚玉晶粒成长速度受到严重影响,从而降低材料的物理性能;另外,Cr2O3对环境污染严重,违背了国家可持续发展的要求。

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