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行業(yè)資訊

鋼包出鋼嘴剛玉質(zhì)澆注料的研制和使用

目前,電爐鋼包出鋼嘴主要采用鋁鎂澆注料或鋁鎂尖晶石澆注料,使用壽命較低,一般出鋼40次左右。有些廠家曾試用鋁鎂尖晶石澆注料,效果都不太理想。為此,研制了出鋼嘴用剛玉質(zhì)澆注料,研制目標(biāo)是使用出鋼嘴使用壽命達(dá)70次。

1.出鋼嘴使用條件分析

以某公司的電爐鋼包成鋼溫度高達(dá)1700℃左右,出鋼嘴頻繁冷卻,急冷急熱嚴(yán)重,使用條件十分苛刻。澆注料在使用過程中主要受以下破壞因素的影響;1)氣流急冷急熱的作用;2)高溫鋼水和熔渣的沖刷;3)高溫熔渣的化學(xué)侵蝕以及鋼水的滲透。因此,要求所研制的澆注料必須滿足以下性能:1)良好的熱震穩(wěn)定性;2)高溫強(qiáng)度高,耐鋼水沖刷;(3)能夠快速烘烤而不炸裂;(4)抗熔渣侵蝕性好;(5)可施工性強(qiáng)。

以w(Al2O3)≥96%的棕剛玉為主要原料,同時(shí)添加w(Al2O3)≥78%的純鋁酸鈣水泥w(SiO2)≥92%的SiO2微粉、又復(fù)合添加劑(氧化鉻和氧化鋯)、外加劑等制成澆注料。試樣在40mm×40mm×160mm的鋼模中振動(dòng)成型,24h后脫模,養(yǎng)護(hù)24h后于(110±5)℃烘干。按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定其常溫抗折強(qiáng)度、體積密度、顯氣孔率和線變化率。

結(jié)果與討論

SiO2微粉對(duì)澆注料性能的影響

在固定棕剛玉5~1mm占50%(質(zhì)量分?jǐn)?shù),下同),1~0mm占15%,純鋁酸鈣水泥占4%,≤0.074mm白剛玉粉和SiO2微粉合量為31%,復(fù)合添加劑(氧化鉻和氧化鋯)、減水劑、防爆劑等外加劑適量的條件下,SiO2微粉添加量對(duì)澆注料性能的影響如表1所示,可見,隨著SiO2微粉加入量的增加,澆注料的烘干強(qiáng)度隨之增加。綜合考慮1500℃2h燒后的性能,以2%的SiO2微粉添加量為最佳。

表1 SiO2微粉添加量對(duì)澆注料性能的影響

復(fù)合添加劑加入量對(duì)材料性能的影響

固定棕剛玉5~1mm占5%,1~0mm占20%,固定細(xì)粉(<0.088mm)總量為30%,其中純鋁酸鈣水泥適量,SiO2微粉為2%,改變復(fù)合添加劑(氧化鉻和氧化鋯)的加入量,制成的澆注料于1500℃3h燒后的性能見表2。從表2可以看出:隨著復(fù)合添加劑加入量的增加,澆注料的高溫抗折強(qiáng)度得到明顯的改善,但假如至5%時(shí)強(qiáng)度又下降;加入量為1%~3%時(shí)的體積穩(wěn)定性最好。綜合考慮,工業(yè)試驗(yàn)用澆注料的添加劑加入量選擇2%和3%。

表2 復(fù)合添加劑對(duì)1500℃3h燒后澆注料性能的影響

應(yīng)用

研制的出鋼嘴剛玉質(zhì)澆注料在某廠電爐鋼包出鋼嘴上使用。該出鋼嘴分為5節(jié),其中從下至上第二、三節(jié)的蝕損較嚴(yán)重,采用加入3%復(fù)合添加劑的澆注料,而其他3節(jié)使用加入2%復(fù)合劑的澆注料。為了提高出鋼嘴澆注料的施工性能,選用兩種以上的外加劑復(fù)合使用,結(jié)果澆注料的流動(dòng)性增大,強(qiáng)度增高,線變化率變小。這主要是由于復(fù)合外加劑具有解膠、分散、潤(rùn)濕、排氣等功能,可顯著地改變物料的表面性能,達(dá)到減水增強(qiáng)的效果。實(shí)際使用中,澆注料在振動(dòng)棒振動(dòng)下流動(dòng)性好,容易脫氣和密實(shí),確保施工體均勻,且施工勞動(dòng)強(qiáng)度低,效率高。

第一次工業(yè)試驗(yàn)試用了2個(gè)包,使用壽命為65次和70次。其中9號(hào)包共使用65次,按常規(guī)使用一個(gè)星期,實(shí)際使用了16天,期間因機(jī)械故障停爐冷卻至室溫3次,拆包時(shí)觀察還有較厚的殘余厚度,用戶比較滿意。此后,又進(jìn)行了十幾個(gè)出鋼嘴澆注料的批量供貨,取得了使用壽命超過70次的使用效果,達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)。

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