
連鑄功能耐火材料的材料體係,由(yóu)最初簡單的熔(róng)融石英質(zhì)、鋁碳材(cái)質,逐步開發應用了高耐蝕的鋯碳(渣線、棒頭)、鎂碳(棒頭、水口碗口、快換水口端麵)、尖晶石碳(棒頭、水口(kǒu)內壁)、高耐(nài)磨高碳化矽含量的質量好的莫來石磚或(huò)鋯英石碳(快換水口(kǒu)端麵)、透氣材料(長水口碗口、內壁)及眾多浸入式水(shuǐ)口防堵塞襯體材料(莫來石質、尖晶石質、白雲石質、鋯酸鈣質等)。所(suǒ)用原材料更是品種廣泛,主原料使(shǐ)用各種氧化鋁、氧化鋯、氧化鎂、氧化矽及合成陝西輕(qīng)質(zhì)莫來石磚莫來石、尖(jiān)晶石(shí)、碳化矽(guī)、賽隆、阿隆等,碳源有(yǒu)鱗片石墨、無(wú)定形(xíng)碳、瀝青、石墨微(wēi)粉等;輔料發展更為全麵、細微,各種防氧化劑(矽粉(fěn)、碳化矽、低熔點玻璃粉、含硼材料、鋁粉、鋯化合物等)、增強劑(jì)、成型助劑、防潮劑等;結(jié)合劑雖仍以酚(fēn)醛樹(shù)脂為主(zhǔ),有的(de)輔以瀝青混合(hé)結合(hé),酚醛樹脂的引入形態、稀(xī)釋調和劑、各(gè)種改性體(硼改性、鎳改性(xìng)、碳(tàn)化矽改性、白炭黑或有機矽改性等)等各公司不(bú)一,發展變(biàn)化(huà)較大(dà)。

連鑄功能耐火材料以含碳為其特色,這是由陝西輕質(zhì)莫來(lái)石磚耐火材料的應用要求決定的(de)。鱗片石墨的主要功能可概括為(wéi)兩條:增強抗熱(rè)震性,因其較高的熱導率和(hé)較(jiào)低(dī)的膨脹係數,提高了熱擴散能力,緩解熱應力集聚;另外是其不與耐火氧化物產生陶瓷結合,大量的質量好的莫來石磚對(duì)緊密的氧化物陶瓷基質及結合網絡起到了阻斷(duàn)隔(gé)離作用,就像氣孔一樣,使熱應力掉進了“黑洞”,因而能夠(gòu)阻止裂紋擴展,其比氣孔絕熱更可貴的一點是,不對熔渣潤濕,不會吸收液渣“填坑”。要說明的是,不同於(yú)常(cháng)見的金屬及其氧化物等,石墨的熱導率隨溫(wēn)度的升高反而降低(dī),在極高溫(wēn)度下趨於不導熱狀態,這對石墨作為(wéi)連鑄功能耐火材料(liào)的應用也大有裨益,在持續高(gāo)溫應用條件(jiàn)下可以(yǐ)使材料保(bǎo)持基本恒(héng)定(dìng)的(de)溫度梯度。增強(qiáng)抗侵蝕性,因其對(duì)渣、熔劑及鋼水的不潤濕性,不僅自身不容易(yì)被侵蝕,還進而能夠保護(hù)包裹(guǒ)纏繞的基質(zhì)顆粒。另外,就是石墨特異的耐高溫性能,與一般耐高溫材料(liào)不同,石墨的強度是隨溫度的升高而增高,這也賦予基質顆粒乃至(zhì)基體材(cái)料較(jiào)高的抗侵蝕性。

質量好的耐火磚加工溫度控製(zhì)不好,造成燒成(chéng)溫度波動太大,就會使有些車位溫度高有些(xiē)溫度低。排煙機拉力過大,使火焰無法到達窯爐頂部時(shí)就被拉力以水平方向(xiàng)拉出高溫帶,造成(chéng)頂部和底部的溫差太大,所燒製質量好的輕質莫(mò)來石磚耐(nài)火磚的溫差可(kě)達50度,以至於有時下部製品粘連變形產生廢品,而上部卻仍然沒有(yǒu)達到(dào)燒結溫度。除(chú)了燒製過程中的工藝(yì)影響外(wài),陝西(xī)耐火磚出窯之後(hòu)隨著存放時間、存放環境的影(yǐng)響,在其表麵也會慢慢產生一些化學的反應,最終造(zào)成隔(gé)熱耐火磚(zhuān)顏色上的差別。除了燒製過程中的工藝影響外,隔(gé)熱耐火磚出窯之後隨(suí)著存放(fàng)時間、存放環境的影響,在(zài)其表麵(miàn)也會慢慢產生(shēng)一些化(huà)學的反(fǎn)應,最終造成耐火磚顏色上的差別。

長水口一般不(bú)予預熱,且體型較大,抗熱震要求最為苛刻。當前主要有兩大技術來應對該(gāi)問題。一是歐洲的(de)內壁氧化方式,以外國(guó)公司為例,長水口燒成(chéng)采用裸燒方式,外部施釉,碗口遮蔽,內孔體處於氧化氣氛(fēn),形成1~2mm厚的氧化層(céng)和1.5mm左右的變質層以緩衝熱震,鋼包到1500℃以上的高溫鋼水直接衝擊該透氣絕熱層,延緩了對外部鋁(lǚ)碳本體的直接熱衝擊,抗熱震性得到保證;二(èr)是(shì)國內開發的絕熱內(nèi)壁方式,使用高(gāo)鋁聚輕磚或氧化鋯的空心球或陝西漂(piāo)珠(zhū)磚等(děng)低導熱材料預成型內壁,也起到了很(hěn)好(hǎo)的抗熱震效果(guǒ),但製(zhì)造工藝略(luè)為複雜。另外,一些無碳防堵塞技(jì)術,如莫來石(shí)、輕質莫來石磚廠(chǎng)家尖晶石、鋯酸鈣等內襯材料的引入,因為無石墨或極大地降低(dī)了碳(tàn)含量,從而對開澆熱衝擊不敏(mǐn)感,在一定程度上(shàng)也提高(gāo)了水口的抗熱震(zhèn)性。

抗鋼液(yè)侵蝕(shí)性越高越好,尤其是棒頭材料。這是因為棒頭區域承受高湍(tuān)流鋼水的持續衝刷侵(qīn)蝕,蝕損較快會導致控(kòng)流不好或失控(kòng)終澆。現多采用陝西隔熱耐火磚或鋯(gào)碳複合料(適用於大多數碳素鋼)及鎂碳料。質量好的輕質莫來石磚廠家高溫強度指標要求不(bú)高,因為塞棒壁相對較厚,有足夠強度,故而幾乎所有廠家均把生產過程中的廢品、廢料、車削料、集塵回收料經過(guò)破碎、分篩、烘烤(或燒成除碳)回加進塞棒本體料,可(kě)以引入50%(w)左右。由於(yú)塞棒使用(yòng)中需要垂直固定,且進行高頻往複衝動,對強度也(yě)有最低要求,一般而論,本體材(cái)料燒後常溫抗折強度(dù)不得低於4MPa。