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近年來，關(guān)于RH爐環(huán)境友好內(nèi)襯材料的開發(fā)應(yīng)用發(fā)展現(xiàn)狀。
1)低碳鎂碳制品的開發(fā)與應(yīng)用
Ishii等曾報道了由電熔鎂砂、石墨粉和Si粉制作的碳含量3wt%的MgO-C制品。采用了比表面積很大的石墨，有效提高了MgO-C制品的抗熱剝落與爐渣的滲透性;而引入Si粉改善了MgO-C制品的抗氧化性。當(dāng)MgO-C制品中含碳少時，即使熱面碳氧化，制品的熱面脫碳層仍較為致密，不會被鋼流沖刷掉。將這種MgO-C制品砌于300t的RH爐真空室下部，獲得了比普通鎂鉻制品壽命高15%的效果。
日本研究人員又應(yīng)用納米技術(shù)制備了在使用條件下原位形成納米炭纖維結(jié)合的低碳鎂碳制品，這種制品的w(C)=1%，在VOD鋼包上的使用壽命是傳統(tǒng)鎂鉻制品的2倍。同時還研制了具有納米結(jié)構(gòu)基質(zhì)的低碳鎂碳制品，其w(C)=3%-5%。這種制品作為鎂鉻制品的替代產(chǎn)品，已廣泛地應(yīng)用于RH精煉爐，其使用壽命明顯優(yōu)于傳統(tǒng)鎂鉻制品。
2)鎂鋯質(zhì)和鎂尖晶石鋯質(zhì)材料的開發(fā)
陳榮榮等人以鎂砂、鎂鋯合成砂、鋁鎂尖晶石為原料合成了RH用鎂鋯質(zhì)和鎂尖晶石鋯質(zhì)兩種典型的無鉻耐火材料，其靜態(tài)坩堝抗渣侵蝕性能表明：爐渣對耐火材料的侵蝕主要是通過爐渣中含鐵氧化物、CaO、SiO2和MnO向材料內(nèi)部擴(kuò)散和反應(yīng)造成，而鎂鋯質(zhì)材料中的ZrO2能吸收爐渣中的CaO生成具有高耐火性能的CaO-ZrO2，因此該材料具有更優(yōu)的抗?fàn)t渣侵蝕性。
陳松林等人采用不同的原料，也制備了RH爐用MgO-ZrO2制品，并與鎂鉻制品進(jìn)行了動態(tài)回轉(zhuǎn)抗渣對比實驗，發(fā)現(xiàn)在相同試驗條件下，鎂鉻制品的侵蝕嚴(yán)重，會產(chǎn)生較多的熔蝕現(xiàn)象，方鎂石顆粒也產(chǎn)生裂紋。
3)MgO-TiO2-Al2O3系尖晶石材料的開發(fā)
牧野浩等的研究認(rèn)為：MgO-TiO2-Al2O3系(MTA)材料的抗剝落性介于鎂制品、鎂鉻制品和方鎂石-尖晶石制品之間，抗渣滲透性和鎂鉻制品的一樣，但優(yōu)于方鎂石-尖晶石制品。因此，MTA耐火材料可以替代鎂鉻或尖晶石材料而用于RH爐上。
陳榮榮等人以鎂砂、鋁鎂尖晶石和TiO2為原料制備了鎂尖晶石鈦質(zhì)無鉻耐火制品，其抗RH爐渣侵蝕實驗發(fā)現(xiàn)，方鎂石-尖晶石材料中加入的TiO2在材料中以MgO·(Al2O3·TiO2)形式存在，與爐渣的滲入組分反應(yīng)生成白色短柱狀的CaO-TiO2，并融入膠結(jié)相中。
鄒明等人引用電熔鎂砂、電熔白剛玉、電熔尖晶石及鈦白粉為原料制成了鎂鋁鈦材料，并且研究了氧化鋁對鎂鋁鈦材料性能的影響。鎂鋁鈦材料經(jīng)1680℃抗RH爐精煉渣靜態(tài)坩堝抗渣試驗結(jié)果表明：隨著材料中越TiO2含量的增加，晶間二次尖晶石增多，氣孔率降低，結(jié)構(gòu)致密，阻止了爐渣的滲透、侵蝕;高溫下爐渣滲透到制品中的Al2O3也與材料中的MgO結(jié)合形成尖晶石，進(jìn)一步阻止了爐渣的滲透。
4)方鎂石-尖晶石系免燒材料的開發(fā)
國內(nèi)的幾家大型鋼廠如寶鋼、鞍鋼、梅鋼、首鋼、武鋼、馬鋼、興澄特鋼等的RH爐已開始使用無鉻的方鎂石-尖晶石制品，并取得了較好的使用業(yè)績[30]。表1.2為國內(nèi)某大型鋼廠RH爐下部槽用無鉻化前的鎂鉻制品成品(編號MC，燒成制品)和無鉻化后的方鎂石-尖晶石制品成品(編號MS，免燒制品)經(jīng)不同溫度處理后的物理性能比較，方鎂石-尖晶石免燒制品的氣孔率較低，經(jīng)1000℃和1600℃處理后的常溫強(qiáng)度，1450℃下的高溫抗折強(qiáng)度均較高。說明方鎂石-尖晶石質(zhì)免燒耐火材料具有取代鎂鉻質(zhì)耐火材料成為新一代RH爐內(nèi)襯用環(huán)保耐火材料有一定的可行性。
表1 鎂鉻制品(MC)和方鎂石-尖晶石制品(MS)經(jīng)不同溫度處理后的物理性能
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