目前鋼包使用的工作襯尤其是渣線部位,多采用含碳耐火材料。新砌筑好的鋼包,在投入盛裝鋼水使用前,須預(yù)先按照從小火、中火到大火的順序烘烤到1000℃左右,整個(gè)過(guò)程一般需要20~30h,有的甚至?xí)r間更長(zhǎng)。而目前相當(dāng)多的鋼包使用現(xiàn)場(chǎng)并沒(méi)有采取針對(duì)烘烤過(guò)程中含碳工作襯的防氧化措施,導(dǎo)致烘烤完畢待用時(shí),工作層船營(yíng)鎂碳磚已經(jīng)產(chǎn)生有20mm左右的氧化脫碳層。也有少部分的鋼包工作層船營(yíng)鎂碳磚在砌筑后涂刷防氧化涂料,但由于所用涂料需要在現(xiàn)場(chǎng)加水調(diào)配,使用不方便,還有其他種種原因?qū)е路姥趸Ч蟠蛘劭?。這也是長(zhǎng)期以來(lái),大多數(shù)鋼包使用現(xiàn)場(chǎng)放棄采用防氧化涂料的主要原因。本試驗(yàn)中的鎂碳磚防氧化涂料為預(yù)先制備好的漿料,附著性好,便于涂刷,且有很長(zhǎng)的存放期。
鎂碳磚的結(jié)合劑是酚醛樹脂類碳質(zhì)材料,當(dāng)溫度超過(guò)450℃時(shí),作為結(jié)合劑的酚醛樹脂就會(huì)顯著氧化,導(dǎo)致鎂碳磚的強(qiáng)度明顯降低。鎂碳磚料中的石墨在800℃以上時(shí)也會(huì)顯著氧化,導(dǎo)致鎂碳磚的氣孔大幅增加,結(jié)構(gòu)松散。鎂碳磚的碳含量越高,氧化后,氣孔增加得越明顯,結(jié)構(gòu)也越松散。圖2中,沒(méi)有涂刷涂料部分的脫碳層與松散層基本一致,是因?yàn)樵?00℃以上足夠長(zhǎng)的時(shí)間后,樹脂結(jié)合劑的碳和石墨最終達(dá)到了相同的氧化深度。而刷涂料的部分與樣塊內(nèi)部通體為均勻的黑色,沒(méi)有出現(xiàn)松散現(xiàn)象和脫碳現(xiàn)象,說(shuō)明涂料在1100℃及以下各個(gè)溫度點(diǎn)對(duì)鎂碳磚中的樹脂碳和石墨都起到的良好的防氧化作用。
在新砌筑鋼包烘烤過(guò)程中,溫度到達(dá)800℃以上時(shí),鎂碳磚中的石墨和樹脂氧化速度很快,隨著氧化的進(jìn)行,被氧化的部分也能對(duì)未被氧化的部分起到一定的保護(hù)作用,所以,烘烤后期氧化速度會(huì)有所減緩。整個(gè)烘包的過(guò)程會(huì)導(dǎo)致含鎂碳磚有20毫米左右完全脫碳層,脫碳層的特點(diǎn)是幾乎沒(méi)有結(jié)合強(qiáng)度、高氣孔率和結(jié)構(gòu)疏松。當(dāng)盛裝鋼水時(shí),在鋼水和渣的沖刷和侵蝕作用下,該脫碳層很快就會(huì)脫落,該部分的爐襯材料幾乎是白白浪費(fèi)。一般鋼包新砌筑工作爐襯的厚度200mm左右,下線后殘余工作襯一般在60mm左右,再減去被氧化的20mm,工作襯的有效使用厚度為120mm左右。其被氧化的部分占有效使用部分的15%左右。通過(guò)涂刷防氧化涂料可以將鎂碳磚有效使用厚度在原有基礎(chǔ)上提高20mm左右,相當(dāng)于將爐襯的使用壽命提高15%左右。
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