高鋁耐火磚在鋼包的應(yīng)用，產(chǎn)品性能要求及檢驗介紹

在Al2O3低于72%(質(zhì)量分數(shù))的高鋁耐火磚中，液相溫度通常接近或低于出鋼溫度(1600℃)。加強冶煉時，出鋼溫度升高會給耐火磚帶來破壞性后果。因為液相數(shù)量危險增加，粘度迅速下降。

當溫度高于1580℃時，Al203耐火磚的液相含量為50%（質(zhì)量分數(shù)）30%；當溫度約為1680C時，液相含量幾乎增加到50%�？紤]到這種耐火磚含有雜質(zhì)，其液相會增加更多。這就是為什么半硅磚、葉蠟石磚和粘土磚是早期鋼包內(nèi)襯耐火材料的原因，但后來發(fā)展到高鋁耐火磚（即Al203大于70%）。

對鋼包內(nèi)襯耐火材料的選擇有影響

一、精煉工藝對鋼包內(nèi)襯選擇的影響，在精煉過程中，鋼包內(nèi)襯的工作條件。

(1)高溫，一般精煉溫度為1600~1700℃，甚至高達1800℃；

(2)襯磚與鋼水在高真空下反應(yīng)加劇，影響襯里的穩(wěn)定性；

(3)電弧加熱時，離電弧近的襯里局部過熱；

(4)精煉爐渣成分和堿度范圍波動較大；

(5)鋼液在鋼包內(nèi)停留時間長，有的精煉方法長達160~230min；

(6)鋼液、爐渣、氣流的強烈沖刷，使襯磚受到嚴重的熱震和間歇性溫度的劇烈變化。因此，精煉鋼包，特別是重要部位的襯里，應(yīng)選用高檔耐火材料。

二、模鑄和連鑄工藝對鋼包內(nèi)襯選擇的影響。

在Al2O3低于72%(質(zhì)量分數(shù))的高鋁耐火磚中，液相溫度通常接近或低于出鋼溫度(1600℃)。加強冶煉時，出鋼溫度升高會給耐火磚帶來破壞性后果。因為液相數(shù)量危險增加，粘度迅速下降。

當溫度高于1580℃時，Al203耐火磚的液相含量為50%（質(zhì)量分數(shù)）30%；當溫度約為1680C時，液相含量幾乎增加到50%�？紤]到這種耐火磚含有雜質(zhì)，其液相會增加更多。這就是為什么半硅磚、葉蠟石磚和粘土磚是早期鋼包內(nèi)襯耐火材料的原因，但后來發(fā)展到高鋁耐火磚（即Al203大于70%）。

精煉技術(shù)促進鋼包內(nèi)襯耐火材料的發(fā)展。

一、精煉工藝對鋼包內(nèi)襯選擇的影響，在精煉過程中，鋼包內(nèi)襯的工作條件。

(1)高溫，一般精煉溫度為1600~1700℃，甚至高達1800℃；

(2)襯磚與鋼水在高真空下反應(yīng)加劇，影響襯里的穩(wěn)定性；

(3)電弧加熱時，離電弧近的襯里局部過熱；

(4)精煉爐渣成分和堿度范圍波動較大；

(5)鋼液在鋼包內(nèi)停留時間長，有的精煉方法長達160~230min；

(6)鋼液、爐渣、氣流的強烈沖刷，使襯磚受到嚴重的熱震和間歇性溫度的劇烈變化。因此，精煉鋼包，特別是重要部位的襯里，應(yīng)選用高檔耐火材料。

二、模鑄和連鑄工藝對鋼包內(nèi)襯選擇的影響

對于生產(chǎn)節(jié)奏和鋼材要求較低的模具鑄造工藝，鋼包裝不是限制環(huán)節(jié)的場合。為了節(jié)約成本，鋼包裝可以使用粘土磚或三等高鋁磚作為襯里，也可以確保安全可靠的使用。對于連鑄鋼包裝，由于鋼水溫度高，停留時間長，通常采用高檔高鋁磚、鋯石磚、白云石磚、鎂鉻磚、鎂碳磚、鋁鎂碳磚等砌體，也可采用鋯石澆筑、鎂鋁尖晶石澆筑、高鋁尖晶石澆筑等。

X鋼精煉設(shè)備為鋼包爐，采用板坯連鑄工藝。鋼包爐具有電弧加熱、電磁攪拌、造渣精煉、合金微調(diào)、喂絲、噴粉等功能；因此，根據(jù)表2和X鋼精煉工藝和鑄造工藝的要求，X鋼鋼包工作層采用鋁鎂碳磚，渣線采用鎂碳磚。

三、冶煉鋼種對鋼包內(nèi)襯選擇的影響

冶煉鋼種不同，同，對耐火材料的要求也不同。如冶煉超低碳鋼、IF鋼、鋁鎮(zhèn)靜鋼應(yīng)采用高鋁尖晶石澆筑材料或高鋁磚，不應(yīng)采用含碳鎂碳磚、鋁鎂碳磚、鎂鋁碳磚。冶煉錳含量高、氧含量高的鋼應(yīng)采用耐腐蝕鎂碳磚和鋁鎂碳磚，而不是高鋁磚。鋯英石磚應(yīng)用于澆筑含有Ti和Al的不銹鋼。鎂鉻磚不應(yīng)用于需要極低鉻含量的鋼種。對于低P、低S鋼和需要較少混合的特殊鋼種，應(yīng)使用白云石堿性磚、粘土磚和葉蠟石磚。澆筑沸騰鋼時，盡量避免選擇含有石墨的磚和澆筑材料，否則襯里使用壽命較低。

四、使用部位對鋼包內(nèi)襯選擇的影響

通常，鋼包內(nèi)襯由永久層、工作層、渣層和保溫層組成。鋼包保溫層要求導(dǎo)熱率低，保溫性能好；除了導(dǎo)熱率低、保溫性能好外，永久層還要求在1300~1400℃下長期使用，具有足夠的室溫和高溫強度，能夠在短時間內(nèi)抵抗鋼水的沖擊，防止包裝事故的發(fā)生；壁和底部工作層要求耐腐蝕、耐剝落、熱穩(wěn)定性好、無粘渣、易于拆卸。渣層應(yīng)選用耐腐蝕、耐腐蝕、熱穩(wěn)定性好、高溫結(jié)構(gòu)性能穩(wěn)定的鎂碳磚和鎂鉻磚，可克服鋼水和爐渣滲透引起的坍塌結(jié)構(gòu)剝落；座椅磚應(yīng)采用耐熱沖擊性好的高鋁座椅磚，出水口可采用耐腐蝕、耐沖刷的剛玉出水口磚。

高鋁耐火磚是指Al2O3質(zhì)量分數(shù)超過48%的耐火材料。Al2O3含量越高，耐火性越好。高鋁耐火磚的耐火性和耐爐渣侵蝕性優(yōu)于粘土磚。

高鋁耐火磚的性能要求是什么？

（1）氣孔率耐火磚中的氣孔包括開孔和閉孔。氣孔率一般是指與大氣相連的顯孔體積與產(chǎn)品總體積的百分比，也稱為顯孔率。產(chǎn)品的氣孔率越小，導(dǎo)熱性越好，耐壓強度越高，但耐急、冷、熱性能較差。

（2）體積密度和真實密度體積密度是每立方米磚的質(zhì)量數(shù)，包括所有氣孔，而計算真實密度時的磚樣體積只包括巖石部分。由于不同晶體石英的真實密度不同，可以通過磚的真實密度來了解其燃燒情況。燒成更好的硅磚，真實密度更小。

(3)常溫耐壓強度產(chǎn)品在常溫下單位面積能承受的最大壓力稱為常溫耐壓強度。結(jié)構(gòu)均勻致密，燒成好產(chǎn)品，常溫耐壓強度高。

(4)熱膨脹通常用一定溫度范圍內(nèi)的平均膨脹率來表示。

（5）導(dǎo)熱性是指耐火磚傳熱的性能。根據(jù)導(dǎo)熱性，其單位為W/（m·℃）。氣孔率低、結(jié)構(gòu)致密的磚具有良好的導(dǎo)熱性。晶體結(jié)構(gòu)優(yōu)于玻璃。硅磚和粘土磚的導(dǎo)熱性隨溫度的升高而增加，但也有少數(shù)耐火磚（如鎂磚和碳化硅）的導(dǎo)熱性隨溫度的升高而降低。

(6)耐火性是指耐火磚在高溫下抵抗軟化(熔化)的性能，是指耐火錐試樣頂部彎曲并接觸底盤側(cè)面時的溫度。

（7）荷載軟化溫度魔法表示耐火磚在一定負荷下抵抗溫度的能力。荷載軟化溫度是在樣品0.2MPa的壓力下，以一定的加熱速度加熱。隨著溫度的升高，樣品不斷變形。當樣品最大高度降低0.6%時，溫度為荷載軟化溫度。它與耐火磚的化學性質(zhì)、結(jié)晶結(jié)構(gòu)特性、玻璃在一定溫度下的粘度、晶體與玻璃的相對比例、燃燒溫度和粒度組成有關(guān)。

（8）高溫體積穩(wěn)定性是指耐火磚在高溫下長期使用時體積不可逆轉(zhuǎn)的性能，通常用殘余膨脹（或收縮）來表示耐火磚的體積穩(wěn)定性。具體指標為：耐火磚在一定溫度下加熱一定時間，自然冷卻后測量體積變化，稱為殘余膨脹（或殘余收縮）。

（9）熱穩(wěn)定性耐火磚具有抵抗溫度急變而不損壞的能力。試驗方法是將樣品的一半放入加熱爐中，另一半放入爐外，加熱至850C時保溫40分鐘，然后放入流動冷卻水槽中進行急冷。這樣，當損壞和脫落部分的質(zhì)量為原樣品質(zhì)量的20%時，重復(fù)進行急冷和急熱次數(shù)。它與產(chǎn)品的膨脹系數(shù)、產(chǎn)品內(nèi)部溫度分布的不均勻性、產(chǎn)品的形狀和尺寸密切相關(guān)。

(10)耐腐蝕耐火磚在高溫下抵抗熔渣，爐料分解產(chǎn)品的化學物理性能。影響耐腐蝕性的主要因素有:產(chǎn)品與熔渣的化學成分、工作溫度、爐料分解產(chǎn)品的性質(zhì)和密度。

耐火磚取樣標準及檢驗方法

以耐火磚為例，其進廠質(zhì)量驗收復(fù)驗：取樣方法，取YB367-75標準如下：

一、取樣標準。

1)取樣規(guī)則:根據(jù)每批的堆數(shù)、排數(shù)和外觀的實際情況，祝愿取樣，確保間隔均勻，照顧全面。取樣應(yīng)按耐火磚號分批。如果數(shù)量太少，可以將磚號合并成一批(應(yīng)該是同一個工號)。在磚號中，選擇具有代表性的磚號作為樣品。

檢查外觀和尺寸。取10件時，可以有1件，取20件時，可以有兩件不低于下一級產(chǎn)品規(guī)定的值（二級產(chǎn)品不得低于標準規(guī)定的值）。如果不合格，應(yīng)重新取樣。

截面檢查：每批抽查20件時，其中6件可低于下一級產(chǎn)品規(guī)定的值(二級產(chǎn)品不低于標準規(guī)定)；抽查10件時，其中3件應(yīng)全部合格。如果不合格，應(yīng)重新取樣驗。

2)取樣數(shù)量:根據(jù)磚的類型、品種、規(guī)格和大小。

二、耐火磚檢驗方法

耐火材料的形狀、尺寸、規(guī)格、包裝等外觀質(zhì)量可通過目視、手感或測量工具進行檢驗。質(zhì)量指標采用物理性能測試或化學分析；YB368-75、YB370-75、YB371-75、YB371-75、Al2O3含量。