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隨著鋼鐵的高級化和純凈鋼的要求,作為能夠?qū)嶋H使用的CaO耐火磚,與抗水化性的改善相對應(yīng)。首先,作為搗打料,由于添加了SiO2、MgO、Fe2O3等促進(jìn)CaO燒結(jié),調(diào)整粒度之后,用適當(dāng)?shù)慕Y(jié)合劑進(jìn)行筑爐的方法。其次,還有用電熔CaO砂或燒結(jié)CaO砂制造CaO質(zhì)耐火磚,具有耐剝落性和高溫穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn)。最后,作為過濾器等的用途,研制出了一種含百分之幾的CaCl2,提高夾雜物吸收能力的CaO質(zhì)耐火磚。
(1)傳統(tǒng)的CaO耐火磚。采用燒結(jié)CaO砂或者電熔CaO砂為原料可以生產(chǎn)燒成CaO磚、輕燒CaO磚和燒成浸漬CaO磚。用瀝青,樹脂或無水石臘等作為暫時(shí)或者永久結(jié)合劑,通常,生產(chǎn)CaO磚的工藝基本上與生產(chǎn)白云石磚的相同。例如,CaO砂經(jīng)過破碎、分級、預(yù)熱到
在生產(chǎn)燒成CaO磚時(shí),由于采用瀝青作暫時(shí)結(jié)合劑,因而需要采用特殊燒成制度燒成;低溫時(shí)升溫要慢,以防止燒失物脫去時(shí)磚坯發(fā)生崩散。這種CaO磚的最終燒成溫度為1482—1704℃。
在生產(chǎn)輕燒CaO磚時(shí),應(yīng)將瀝青結(jié)合的CaO磚在260℃時(shí)加熱5h,使瀝青重新分布,從而達(dá)到最大的抗水化能力。
在生產(chǎn)燒成浸漬CaO磚時(shí),則需將已生產(chǎn)出來的燒成CaO磚浸入軟化溫度為90℃的瀝青中,在200℃下保持20min,使瀝青滲透到燒成CaO磚的氣孔中去,
以電熔CaO砂為原料生產(chǎn)電熔再結(jié)合CaO磚時(shí),其氣孔率為11%一l7%,并取決于燒成溫度。加入少量的SiO2或高溫?zé)傻脑俳Y(jié)合CaO磚,其性能指標(biāo)會更佳。通過顯微結(jié)構(gòu)的研究表明,在高溫?zé)傻碾娙墼俳Y(jié)合CaO磚中,CaO晶體呈直接結(jié)合;而在加入少量SiO2的再結(jié)合CaO磚中,卻觀察到有若干的2CaO,SiO2和3CaO·SiO2存在。
(2)新型CaO產(chǎn)品。為了部分地彌補(bǔ)CaO耐火材料在氧化鐵的爐渣中溶解度較高這一缺陷,曾提出過CaO-C磚(即所謂CAL—CAR磚),其商標(biāo)名定為“Kalcar”;或“Calcar”。
KalcarK是采用燒結(jié)CaO砂生產(chǎn)的,成型的CaO磚坯用隧道窯“高溫”燒成,然后進(jìn)行熱處理并用焦油浸漬而獲得。雖然這種CaO-C磚的密度、高溫荷重變形和強(qiáng)度都很優(yōu)異,成本也比較低,但是卻容易受到?jīng)_刷。
CaO—C磚最初在盛鋼桶內(nèi)襯上試用時(shí),則是一種被稱為KalcarP的產(chǎn)品(多孔用瀝青浸漬)。該產(chǎn)品采用石灰?guī)r和一種神秘的組分一高溫下蒸汽壓很大的低熔點(diǎn)有機(jī)鹽,成型后在低于一般燒成溫度下燒成,此后再進(jìn)行熱處理和瀝青浸漬,從而省去了原料的燒結(jié)工序,即以很低的成本制得了尺寸穩(wěn)定的含碳CaO磚。
R.F.穆爾(Moore,1986)認(rèn)為,生產(chǎn)KalcarP的關(guān)鍵在于有機(jī)鹽的強(qiáng)助熔作用,促進(jìn)大結(jié)晶在有碳層的收縮孔周圍發(fā)展。氣孔率很高,但碳能提供抗渣性和抗水化性。
KalcarP在許多方面不同于傳統(tǒng)的堿性材料,并具有一定的優(yōu)點(diǎn),諸如氣孔率高,因而質(zhì)輕,絕熱值高。除此之外,尚具有其他優(yōu)點(diǎn):
(1)原料不需預(yù)燒結(jié),耐火磚是用碳、“鹽”,加入粉碎好的石灰石成型的??磥頍墒欠侄芜M(jìn)行的,因而CO2處逸而引起的收縮可通過焦油鏝漬得以補(bǔ)償,產(chǎn)品的尺寸十分穩(wěn)定。
(2)燒成溫度不太高,為
(3)抗水化性高,其中以KalcarP耐火磚尤為突出。
(4)鈣鹽—石灰磚,雖然鈣鹽—石灰磚不能用于AOD爐內(nèi)襯,但作為包鋼內(nèi)襯具有吸收非金屬雜質(zhì)的作用,因而在此作一簡單介紹。該類耐火材料中的鹽是CaCO3—CaCl2系低共熔混合物,生產(chǎn)時(shí)在400—