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            中頻爐工作襯用鋁鎂質搗打料的研制與應用

            作者:本站      時間:2019-07-27

            為了研制高質量的中頻爐用干式搗打料,以棕剛玉、白剛玉、板狀剛玉、鎂砂為主要原料,通過顆粒級配和復合高溫促燒劑的調整,研制中頻爐工作襯用鋁鎂質干式搗打料。結果表明:研制干式搗打料的最佳配比()為:】~01mm的白剛玉、板狀剛玉和電熔鎂砂分別為14%、14%和6%,≤011Tim的電熔鎂砂和剛玉細粉為22%,≤0005mm的復合高溫促燒劑2%。這種搗打料分別在某廠820t中頻爐試用,用后沒有明顯的裂紋產生,使用壽命長,完全滿足了生產需要。

            中頻爐工作襯用鋁鎂質搗打料的研制與應用(圖1)



             

            隨著經濟的發展,中頻爐冶煉已經越來越普遍,其已成為鑄造行業、不銹鋼冶煉行業以及特種合金冶煉的主要冶煉設備之一lI4J。中頻爐爐襯質量的好壞直接決定其使用壽命以及生產效率的高低。中頻爐冶煉相比其他冶煉工藝具有流程短,生產調節方便的特性,但是中頻爐結構復雜,感應線圈通水冷卻,對中頻爐搗打料質量要求較高。如果干式搗打料質量不好,極易出現漏鋼、爆炸等安全事故。隨著短流程煉鋼以及不銹鋼冶煉的快速發展,對高質量的中頻爐干式搗打料需求量越來越大。

            中頻爐工作襯用鋁鎂質搗打料的研制與應用(圖2)

             

            剛玉熔點高,熱膨脹系數小,熱態體積穩定性好,且具有優良的抗侵蝕性。由于剛玉在高溫下與鎂砂反應生成尖晶石,產生體積膨脹,從而可有效抑制剛玉基爐襯的龜裂。使用剛玉一氧化鎂質搗打料作爐襯材料,爐襯熱面龜裂明顯得到控制,微裂紋明顯減少。鋁鎂質搗打料逐漸成為中頻爐煉鋼的首選爐襯材料。在本研究中,通過顆粒級配和復合高溫促燒劑的調整,研制了中頻爐工作襯用鋁鎂質干式搗打料,并在某廠820t中頻爐上試用。

             中頻爐工作襯用鋁鎂質搗打料的研制與應用(圖3)

            以電熔棕剛玉、白剛玉、板狀剛玉、鎂砂為顆粒料,鎂砂細粉、剛玉細粉為粉體,添加高溫復合促燒劑,以硼酸為外加劑。主要原料的化學組成如表1所示。

             

            合理的顆粒級配可以提高搗打料的抗熱震性能及抗化學侵蝕性能,也能改善施工后中頻爐工作襯的燒結質量。以文獻[5]為依據,對顆粒級配進行微調整,研究顆粒級配對干式料性能的影響,具體配比見表2;然后,以優選出4配方的粒度級配為基礎,改變復合高溫促燒劑的加入量(等量取代細粉質量),研究促燒劑對于式搗打料性能的影響,其具體配比見表3。

             

            將硬紙卷成+60mm×80mm的紙筒,放人內徑為+84mlTlx87mlTl的剛玉坩堝內,紙筒與坩堝之間填滿105mm的白剛玉細顆粒,再將根據表2和表3配比稱取的原料混合均勻后倒入紙筒內,搗打密實,制成+60mmx60123113干式搗打料試樣。

             

            測量1_8試樣的堆積密度,其方法為:制作1+80mm×80mm標準鋼桶以及1+801TimX30mm的鋼圈,可以在上方套住+80mlTlX80mm標準鋼桶,如圖l所示。將混合均勻的干式料放入鋼桶內,在振動臺上震動1min后,移去鋼圈,刮平表面,測定搗打料堆積質量,根據公式計算干式搗打料的堆積密度:P=mV。其中:P為干式搗打料的堆積密度,g·am~;m為鋼桶內搗打料質量,g;V為鋼桶體積,am。

             

            將所有試樣分別在1000、1200、13501600cI=熱處理3h后,觀察其燒結情況,同時將經l350oC3h燒后的試樣4A_4F再經1600oC3h熱處理。對16003h燒后的各試樣進行直徑線變化率和高度線變化率(GBT39971l998)、體積密度(GBT2997-2000)以及耐壓強度(GBT5072-2008)檢測,同時并對現場使用后的干式搗打料殘襯進行顯微結構觀察。

             

            1m8試樣的堆積密度分別為278、281、284、281、278、278、283284g·cm~,可見所試驗的幾種粒度配比的試樣堆積密度差別不大。觀察1m8燒后試樣發現:1000oC3h燒后的各試樣都沒有脫模強度,說明在1000時試樣不會燒結。除8試樣外,各試樣經過l2003h燒后有一點脫模強度,說明在l200時試樣產生了少量的燒結,但燒結程度不大;各試樣經過1350oC3h燒后,具有一定的燒結強度,但8試樣的強度最低。經1600oC3h燒后18試樣的性能如表4所示。由表4可看出:經1600oC3h燒后,沒有添加鎂砂的8試樣體積密度最大,材料的線變化最小,燒結強度較低,可以看出鎂砂對搗打料的燒結強度貢獻較大。干式搗打料中,增加粗顆粒添加量可以提高試樣抗熱震性,但是粗顆粒添加比例過高會降低試樣的燒結性能和燒后強度。細顆??杀WC試樣經高溫燒結后內部氣孔較少且尺寸較小,使試樣具有良好的致密性,但是細顆粒添加比例過高會使試樣燒后產生較大裂紋,試樣收縮率過大會降低抗熱震性。綜合各配比情況,認為4配方綜合性能較好。

             

            l350oC3h預燒后的試樣4A-_4F再經16003h燒后的性能檢測結果見表5。由表5可見,隨復合促燒劑加入量的減小,試樣的直徑線變化、高度線變化、耐壓強度在逐漸減小,體積密度在逐漸增加。綜合比較而言,試樣4c的強度較高,線變化比較合理,該試樣在1000以下燒后幾乎無強度,呈粉狀,1200oC燒后稍微有點強度,1350oC燒后有一定的強度,1600oC燒后有較高的燒結強度,可以滿足中頻爐搗打料各方面要求。因此,選擇4c配比作為工業現場試驗用干式搗打料的配比。


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