新型永久層不定形耐火材料，提高了鋼包的整體性能

鋼包裝是煉鋼過程中不可缺少的容器。隨著煉鋼技術(shù)的不斷發(fā)展，特別是爐外精煉LF和RH的處理，其作用從最簡單的盛接鋼水發(fā)展到具有一定冶煉功能的熔爐。鋼水長期停留在鋼包裝中，不可避免地會導致鋼水溫度的損失，導熱高的襯墊會導致鋼水散熱損失加劇，鋼包裝外殼變形更加嚴重，鋼水溫度降低率增加，導致嚴重的爐渣懸掛。結(jié)瘤。冷卻鋼。

過低的溫度，甚至迫使最終澆筑最終澆筑，不僅影響鋼坯質(zhì)量，而且影響鋼水收獲率低，而且增加了生產(chǎn)成本。因此，絕緣鋼包裝越來越成為鋼廠的需求。絕緣鋼包裝耐久性結(jié)構(gòu)模式通常是輕絕緣板或納米板+永久層澆筑材料+工作層耐久性材料。

起保溫作用的保溫板本身需要一層耐火材料來保護溫材料不受太大壓力，二是保護保溫材料不超過使用溫度（如必須在1000℃以下），那么鋼包永久層澆筑材料就是這種重要的材料。理想的永久層耐熱材料應具有良好的熱穩(wěn)定性。保溫。耐腐蝕性，應用安全可靠，結(jié)構(gòu)完整，使用壽命長。為了保持鋼包裝良好的保溫性能，降低鋼水溫下降，新型CA6澆筑材料和輕質(zhì)莫來石澆筑材料分別進行了性能評價，并應用于鋼包裝，達到了較好的綜合保溫效果。

1.試驗過程。

目前，鋼包裝永久層材料多為普通高鋁澆注料，主要原料為明礬土。這種不定形耐火材料在使用過程中存在以下缺點：一是導熱性高，使用過程中造成能量損失；二是耐火性低。如果工作層使用異常，鋼水直接接觸永久層時，穿包漏鋼概率高，安全系數(shù)低；三是體積密度大，鋼包空包重量大。因此，不滿足鋼包裝保溫的特殊要求，需要開發(fā)新型綜合性能優(yōu)異的永久層澆注料。本文對新型CA6澆注料和輕質(zhì)莫來石澆注料進行了樣品和試驗。

1)原材料及試驗方案。

主要原料及其化學成分見表1。

表1：主要原料的化學成分。

其中CA6原料(CaAl12O19，簡寫為CA6）是CaO-Al?O?系中Al?O?含量最高的鋁酸鈣相，其熔點1875℃，熱膨脹系數(shù)為8.0×10-6℃??，顆粒的體積密度為2.70g·cm??，顯氣孔率26.8%。該料耐火性能與板狀剛玉相似，而導熱系數(shù)只有剛玉的1/3，是近年來興起的一種新型優(yōu)質(zhì)保溫原料。CA6澆注料以CA6為骨料，基質(zhì)部分采用板狀剛玉細粉、氧化鋁粉和鋁酸鈣水泥為結(jié)合劑制成。球形輕質(zhì)莫來石顆粒的體積密度為1.59g·cm??，顯氣孔率38.9%。輕質(zhì)莫來石澆注料是采用微孔化的M70球形輕質(zhì)莫來石球為骨料，基質(zhì)部分采用板狀剛玉細粉、氧化鋁粉和鋁酸鈣水泥為結(jié)合劑制成，以保證較好的抗渣侵蝕性能，以提高永久層的安全性。

2)測試過程和性能測試。

澆注兩種澆注料后，分別進行物理性能試驗和耐腐蝕試驗。物理試驗方法按國家標準或行業(yè)標準方法進行。

2.材料性能結(jié)果及分析。

1)物理性能。

從表2可以看出，不同鋼包永久層澆注料的性能不同。

表2：鋼包永久層澆注料的物理性能。

輕質(zhì)莫來石澆注料體積密度為2.17gcm，單重比目前使用的高鋁澆注料低24%，熱導率降16%，可達到鋼包輕量化、導熱系數(shù)低的目的。CA6澆注料也比普通高鋁澆注料輕5.6%，熱導率降低26%。

2)耐腐蝕試驗。

B.新型CA6澆澆筑材料B.新型CA6澆筑材料C.輕質(zhì)莫來石澆筑材料3#分別澆筑成坩堝。在1500℃保溫3h的條件下，加入轉(zhuǎn)爐最終渣，進行坩堝耐腐蝕試驗。觀察不同材料的耐熔性和滲透性。試驗完成后，坩堝被切割。腐蝕情況見下圖1：

注1：常用高鋁澆注料。

注2：CA6澆注料。

注3：輕質(zhì)莫來石澆注料。

圖1:坩堝抗渣試驗后1500℃保溫3小時的剖面照片。

CA6澆注料具有最佳的耐腐蝕性和滲透性，坩堝孔內(nèi)剩余大量渣；其次，輕質(zhì)莫來石澆注料具有耐腐蝕性和滲透性；普通高鋁永久層澆注料渣與耐火材料邊界不清，坩堝耐火材料與渣熔化，耐滲透性略好于耐腐蝕性，說明1500℃下高鋁澆注料液相較多，因此需要提高其耐高溫性，這對鋼包的安全性非常重要。球形輕質(zhì)莫來石的微孔化有利于提高耐腐蝕性和滲透性，因此輕質(zhì)材料也能更好地表現(xiàn)保溫和耐腐蝕性。

3.應用。

以上三種澆筑材料應用于300t鋼包裝。絕緣鋼包裝永久層輕質(zhì)莫來石澆筑材料。CA6澆筑材料的目標要求是良好的耐鋼水侵蝕性和絕緣性，爐工藝結(jié)構(gòu)完整性良好。絕緣效果穩(wěn)定。不同鋼包裝永久層的表面條件見以下照片：

圖2：應用不同永久層澆注料300t鋼包后的照片。

上述鋼包永久層在爐役后期出現(xiàn)不同程度的裂紋，這與材料的熱振性、強度和拆卸過程中的損壞有關。如何減少保溫鋼包永久層材料開裂的綜合技術(shù)仍需進一步深化。

從每個爐渣線的平均溫度來看，無保溫鋼渣線的鋼殼在320℃以上，而采用保溫的4個試驗包渣線的平均溫度在280℃以下，一般渣線的鋼殼溫度下降50~100℃。根據(jù)保溫材料和永久層材料的不同配置，墻體部位的鋼殼溫度下降在20~50℃之間，略有差異。保溫試驗包的保溫材料在爐役期保持良好，渣線。墻體鋼殼的平均溫度低于普通鋼包，表明永久層發(fā)揮了良好的保護作用。為保證安全，新的永久層材料在兩次爐役后仍需優(yōu)化改進，以確�？蓱�用于四次爐役。

4.結(jié)論。

保溫鋼包裝已成為鋼鐵企業(yè)節(jié)能環(huán)保的重要技術(shù)措施。鋼包裝永久層材料提出了更高的要求。開發(fā)的CA6澆質(zhì)莫來石澆注料的強度符合鋼包裝永久層的應用要求。同時，它們比傳統(tǒng)的高鋁澆注料具有更好的保溫和耐腐蝕性，可以保護保溫材料，使鋼包裝在爐役期間保持良好的保溫。減少保溫鋼包裝永久層材料開裂的綜合技術(shù)需要進一步深化。