鎂質(zhì)耐火磚在RH精煉設(shè)備的應(yīng)用

RH裝置主要用于鋼水脫氫，后來(lái)增加了真空脫碳。真空脫氧。提高鋼水的純度和合金化。RH法具有處理周期短、生產(chǎn)能力大、精煉效果好的優(yōu)點(diǎn)。非常適合與大型煉鋼爐配合。鎂鉻和鎂鋯主要用于RH精煉設(shè)備的耐火磚。

真空循環(huán)脫氣是利用空氣泵的原理。首先在真空室抽真空，將鋼水從浸漬管吸入真空室，然后將上升管的側(cè)壁吹入鋼水中。這些氬氣在鋼水的高溫和真空室的上部低壓下迅速膨脹，導(dǎo)致鋼水和氣體混合物的密度沿浸入管的高度方向下降。在密度差產(chǎn)生的壓差下，鋼水進(jìn)入真空室。進(jìn)入真空室的鋼水和氣體的混合物在高真空的作用下釋放氣體，同時(shí)將鋼水變成鋼水滴。在高真空的作用下釋放到真空的過(guò)程中，鋼水滴變成了較小的鋼水滴，從而達(dá)到了很好的脫氣效果。釋放氣體的鋼水沿著下降管返回鋼袋。鋼液通過(guò)循環(huán)真空脫氣，可以去除鋼液中的氫和其他氣體，并去除雜物。
RH精煉爐內(nèi)襯耐火材料的工作環(huán)境為真空和高溫。RH爐的細(xì)容器可分為上、中、下部可更換部分，部分浸入鋼水中。耐火材料的使用壽命取決于安裝部件，使用壽命越低，電梯管的使用壽命越短。

根據(jù)RH爐裝置工作襯里的腐蝕因素，RH精煉爐耐火材料襯里通常采用鎂鉻磚或堿搗整體襯里，或根據(jù)不同部位的使用條件采用分區(qū)襯里的綜合襯里。
耐火材料用于RH裝置襯里的耐火材料一般損壞較少，因?yàn)樗恢苯咏佑|鋼水和熔渣。中間槽由于接觸鋼水和熔渣或高溫剝落而損壞耐火襯里。
下槽，包括浸漬管的耐火襯里，是該裝置的高腐蝕區(qū)域，通常決定其使用壽命。在下槽襯里中，由于熔渣滲入磚中形成變質(zhì)層，變質(zhì)層與未變質(zhì)層平行開(kāi)裂，導(dǎo)致剝落，造成損壞。同時(shí)，由于滲入的熔渣，襯里材料的顆粒組合被切斷，因此顆粒變得容易丟失。因此，這部分應(yīng)選擇較少的組織劣化。熔渣難以滲透，即使?jié)B透也能保持顆粒之間的組合和耐剝落性高的耐火材料。

RH鋼水精煉設(shè)備的功能如下：
(1)鋼水脫氣，可控制H≤0.00%和N≤0.0%的純鋼水。
(2)鋼水脫碳，可在min處理周期內(nèi)生產(chǎn)C≤0.0%的超低碳鋼水。
(3)脫硫，RH附加噴射合成渣，可生產(chǎn)S≤0.0%的超低硫鋼。
(4)采用RH-KTB技術(shù)加熱，可降低轉(zhuǎn)爐出鋼溫度℃；采用RH-OB法加鋁吹氧加熱，鋼水加熱速度可達(dá)8℃.min-1。
(5)鋼水溫度均勻，連鑄中間包鋼水溫度波動(dòng)不大于5℃。
(6)均勻鋼水成分，去除夾雜物，生產(chǎn)T[O]≤0.05%的純鋼。

RH真空室的上部
RH真空室上部部抽真空時(shí)，氧壓力較低；停止空氣進(jìn)入，氧壓力較高，使鎂鉻磚中的氧化鐵價(jià)格發(fā)生變化，產(chǎn)生體積效應(yīng)。普通鎂鉻磚通常建在真空室的上部，顯然也可以使用普通的鋁鎂尖晶石磚。但不應(yīng)使用鎂碳磚，因?yàn)樵谡婵諚l件下，它會(huì)促進(jìn)鎂碳磚的自耗反應(yīng)。

真空室下部、底部和喉口
在耐腐蝕性、耐鐵硅酸渣和脫硫渣的侵蝕和滲透性方面，較好的耐火材料是直接與鎂鉻磚結(jié)合的高Cr2o3含量，其中電熔鎂鉻磚或基質(zhì)中的高Cr2o3含量。氣孔細(xì)化的鎂鉻磚更合適。因此，在RH爐真空室的下部。高溫?zé)频母哔|(zhì)量直接結(jié)合鎂鉻磚應(yīng)建在底部和喉口。

浸漬管內(nèi)
目前，浸漬管襯里主要采用耐熱、抗震性好的鎂鉻磚砌筑。提高鎂鉻磚耐熱性和抗震性能的有效途徑之一是降低氧化鐵含量，增加Al2O3含量。鎂鉻磚中氧化鐵含量高。當(dāng)氣氛發(fā)生氧化還原變化時(shí)，如在高溫下接觸鋼液時(shí)，根據(jù)Fe-O狀態(tài)圖，熱表面氧化鐵存在于鎂浮氏體（Mgo·Feo）O中，停止時(shí)與空氣接觸會(huì)轉(zhuǎn)化為高價(jià)氧化鐵。這種鐵酸鎂Mgo·Fe2o3和鎂浮氏體之間的變化會(huì)導(dǎo)致鎂鉻磚開(kāi)裂。增加鎂鉻磚的Al2o3含量也可以提高鎂鉻磚的直接組合程度，從而提高磚的強(qiáng)度。

1.鎂鉻耐火磚鎂鉻耐火磚直接與鎂鉻耐火磚結(jié)合。鎂鉻耐火磚的組合和半組合。鎂鉻耐火磚在爐外精煉爐，如VOD。AOD和RH浸漬管。真空室使用效果更好。鎂鉻耐火磚損壞的主要原因是熔渣滲透導(dǎo)致耐火磚結(jié)構(gòu)剝落。
高溫?zé)频逆V鉻磚是耐火磚(如直接組合、再組合、半組合鎂鉻磚)，因其耐低堿度渣蝕性強(qiáng)，已廣泛應(yīng)用于精煉爐襯中。鎂鉻耐火磚品種繁多，生產(chǎn)工藝、組織結(jié)構(gòu)、性能差異較大。鎂鉻耐火磚按Cr2o3含量可分為鎂鉻磚(Cr2o3含量為5~20%)。鉻鎂磚(Cr2o3含量為20~35%)和鉻磚(Cr2o3含量大于35%)，按生產(chǎn)工藝分為燒結(jié)磚和熔鑄磚。

由于鎂鉻耐火磚品種繁多，有文獻(xiàn)對(duì)其進(jìn)行了分類總結(jié)：
(1)硅酸鹽結(jié)合鎂鉻耐火磚(一般燒成鎂鉻磚)；該磚由普鉻礦和制磚鎂砂制成，雜質(zhì)(SiO2和CaO)含量高，燒成溫度約1550℃；結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是耐火晶粒由硅酸鹽組成，顯孔率高，耐爐渣腐蝕性差，高溫體積穩(wěn)定性差；
(2)預(yù)反應(yīng)鎂鉻耐火磚；將鎂砂(輕燒鎂粉)與鉻礦共磨壓坯在窯內(nèi)燒成，然后以合成鎂鉻砂為原料制磚，形成預(yù)反應(yīng)鎂鉻磚；預(yù)反應(yīng)鎂鉻磚是硅酸鹽與鎂鉻磚結(jié)合的改進(jìn)型；
(3)直接結(jié)合鎂鉻耐火磚；直接結(jié)合鎂鉻耐火材料，由雜質(zhì)含量低的鉻精礦和純鎂砂制成，燒成溫度在1700℃以上；其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是:耐火晶粒多為直接接觸，磚中鎂石(固溶體)-方鎂石(固溶體)與方鎂石(固溶體)尖晶石(固溶體)直接結(jié)合度高，因此具有高溫性能。耐爐渣腐蝕性好，高溫體積穩(wěn)定性優(yōu)于普通鎂鉻磚；
（4）熔融顆粒結(jié)合鎂鉻耐火磚（電溶性結(jié)合鎂鉻）；電熔方法使鎂砂與鉻礦（輕燒鎂粉或鎂石與鉻礦）充分均勻反應(yīng)，合成結(jié)構(gòu)更理想的方形鎂石固溶體和尖晶石固溶體鎂鉻原料，結(jié)合鎂鉻磚稱為熔融顆粒，結(jié)合鎂鉻磚；由于耐火磚原料純，需要在1750℃以上或超高溫下燃燒；其微結(jié)構(gòu)具有尖晶石分布均勻、孔隙率低、耐火晶粒直接接觸、耐壓強(qiáng)度高、耐腐蝕性好、高溫強(qiáng)度高，但缺點(diǎn)是熱震穩(wěn)定性差；
(5)半結(jié)合鎂鉻耐火磚；以人工合成原料為顆粒，以鉻精礦和鎂砂為細(xì)粉的鎂鉻磚，稱為半結(jié)合鎂鉻磚；我國(guó)以電熔鎂鉻料為顆粒，以共燒結(jié)料為細(xì)粉或以鉻精礦和鎂砂粉為混合細(xì)粉。制作的鎂鉻磚稱為半結(jié)合鎂鉻磚；燒成溫度在1700℃以上，磚內(nèi)耐火晶粒也以直接結(jié)合為主。其優(yōu)點(diǎn)是抗熱震性好，耐腐蝕，耐沖刷性好；
(6)共燒結(jié)鎂鉻耐火磚(又稱全合成鎂鉻)；以燒結(jié)合成鎂鉻砂為制磚原料，高溫?zé)缮a(chǎn)的鎂鉻磚為共燒結(jié)鎂鉻；其特點(diǎn)是耐腐蝕性好，高溫體積穩(wěn)定性好；
(7)不燒鎂鉻耐火磚(或化學(xué)結(jié)合鎂鉻)；化學(xué)結(jié)合不燒鎂鉻磚，一般以鎂砂和鉻礦為制磚原料，以聚磷酸鈉或六偏磷酸鈉或水玻璃為結(jié)合劑壓制的鎂鉻磚；不需要高溫?zé)?，只需?00℃左右烘烤；鎂砂因未高溫?zé)贫荒荛L(zhǎng)期儲(chǔ)存；
（8）熔鑄鎂鉻制品耐火磚；以鎂砂鉻礦為主要原料，加入少量添加劑，混合。壓坯與素?zé)?，破碎成塊，進(jìn)入電弧爐熔化，然后注入模具。退火，生產(chǎn)母磚，母磚經(jīng)切割、磨削等冷加工制成各種特定形狀的產(chǎn)品；熔鑄鎂鉻磚的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是成分分布均勻，耐火晶粒直接接觸，硅酸鹽呈孤島狀，磚具有耐熔體腐蝕性。滲透沖刷特別好，但熱震穩(wěn)定性差。

2.鎂鋯耐火磚。
鎂鋯耐火磚主要用于燒制鎂鋯耐火磚。鎂鋯磚在爐外精煉爐，如RH浸漬管。真空室使用效果更好。鎂鋯磚損壞的主要原因是熔渣滲透導(dǎo)致耐火磚磚變質(zhì)的結(jié)構(gòu)剝落。目前，鎂鋯磚還沒(méi)有得到廣泛的應(yīng)用。一方面，鋯會(huì)分析，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性差，另一方面，價(jià)格高于鎂尖晶石磚或剛玉尖晶石澆注料。

3.尖晶石系列耐火磚尖晶石系列耐火磚分為兩類：富鎂尖晶石系列耐火磚和富鋁尖晶石系列耐火磚。富鎂尖晶石系列耐火磚在精煉爐中使用效果良好，如VOD、AOD、RH真空室和底部。鎂尖晶石磚損壞的原因主要考慮熔渣滲透和磚變質(zhì)造成的結(jié)構(gòu)剝落。富鋁尖晶石系列耐火磚在精煉爐中，如RH真空室的下部和底部。浸漬管的外部使用效果較好。鋁尖晶石耐火磚的損壞主要考慮熔化和結(jié)構(gòu)剝落。

目前，尖晶石系列耐火磚已逐步推廣應(yīng)用，一方面由于原耐火磚指標(biāo)穩(wěn)定可靠，產(chǎn)品質(zhì)量可控性好，尖晶石本身具有耐熱沖擊性好、耐渣性好、強(qiáng)度高、高溫體積穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)，顯著提高了耐火磚的性能，另一方面價(jià)格低于鎂鉻磚或鎂鋯磚，特別是不燃燒耐火磚，節(jié)能減排效果好。