畢業(yè)論文鎂碳磚的制備與應用摘要鎂碳磚是國際上新興的耐火材料產品，鎂碳磚具有高耐火性,良好的抗熱震性、抗剝落、抗渣性。它的使用延長了爐襯的使用壽命，是一種廣義的新型節(jié)能材料，各國都在大力開發(fā)鎂碳磚生產技術。但是在生產中仍存在易層裂、韌性差等問題。調整鎂碳磚配合料顆粒級配、控制混合料濕度與優(yōu)化壓制過程等措施可以提高生產質量。本文開端探討了鎂碳磚的制備。包括原料的選用，意在著重說明原材料的質量性能對鎂碳磚使用效果有較大影響。并介紹了生產工藝流程上主要工藝參數(shù)的確定及生產過程中鎂碳磚的層裂問題及解決方法。隨之重點介紹了鎂碳磚在轉爐上的應用重點闡述了使用環(huán)境對其使用效果的影響。在論文末章介紹了鎂碳磚在技術上的發(fā)展趨勢。關鍵詞顆粒級配，轉爐，層裂,鎂碳磚PREPARATIONANDAPPLICATIONOFMAGNESIAABSTRACTMAGNESIAREFRACTORIESISINTERNATIONALLYEMERGINGPRODUCTS,MAGNESIAWITHAHIGHFIRERESISTANCE,GOODTHERMALSHOCKRESISTANCE,SPALLING,SLAGRESISTANCEITSUSEEXTENDSTHELIFEOFTHELINING,ISABROADNEWENERGYSAVINGMATERIAL,COUNTRIESAREVIGOROUSLYDEVELOPINGMAGNESIAPRODUCTIONTECHNOLOGYHOWEVER,THEREARESTILLEASILYINTHEPRODUCTIONOFSPALLATION,ANDPOORTOUGHNESSADJUSTMAGNESIABATCHPARTICLESIZEDISTRIBUTION,HUMIDITYCONTROLANDOPTIMIZATIONOFMIXTUREPRESSINGPROCESSANDOTHERMEASURESTOIMPROVEPRODUCTIONQUALITYBEGINNINGOFTHISARTICLEDISCUSSESTHEPREPARATIONOFMAGNESIAINCLUDINGTHESELECTIONOFRAWMATERIALS,INTENDEDTOHIGHLIGHTTHEQUALITYOFTHERAWMATERIALSUSEDMAGNESIAEFFECTONPERFORMANCEHAVEAGREATERIMPACTANDDESCRIBESTHEMAINPROCESSPARAMETERSONTHEPRODUCTIONPROCESSANDTHEPRODUCTIONPROCESSTODETERMINETHESPALLMAGNESIAPROBLEMSANDSOLUTIONSBRICKSALONGWITHHIGHLIGHTSONTHEAPPLICATIONOFTHECONVERTERFOCUSESONTHEUSEOFENVIRONMENTALEFFECTOFITSUSEPAPERPRESENTEDATTHEENDOFCHAPTERBRICKSINTECHNOLOGYTRENDSKEYWORDSPARTICLESIZEDISTRIBUTION,CONVERTER,SPALL,MAGNESIA目錄前言4第1章原料的選用511鎂砂512石墨613結合劑714添加劑7第2章鎂碳磚制備821鎂碳磚主要生產工藝參數(shù)的確定8211鎂砂顆粒級別的確定8212泥料混練9213成型10214熱處理1022鎂碳磚的層裂問題及解決方法10221鎂碳磚層裂產生的主要原因11222防止鎂碳磚層裂的基本方法11第3章鎂碳磚的應用1331鎂碳磚在轉爐上的應用1332鎂碳磚在轉爐上的砌筑1633MGOC磚在爐外精煉技術中大有前途16第4章鎂碳磚技術發(fā)展趨勢1741納米結構基質低碳鎂碳磚的開發(fā)研究1742低碳鎂碳磚基質結構的優(yōu)化19結論21謝辭22參考文獻23外文資料翻譯25前言鎂碳磚是一種優(yōu)質的耐火材料,廣泛應用在電爐、轉爐及精煉爐上。隨著鋼鐵工業(yè)的不斷發(fā)展,對鎂碳磚性能的要求也越來越高,而且鎂碳磚中碳的氧化嚴重影響其使用壽命制約其發(fā)展。鎂碳磚的生產工藝和抗氧化性能亟待提高。因此,研究鎂碳磚的生產工藝,改進其抗氧化性能對提高鎂碳磚性能與質量,以及鎂碳磚行業(yè)的發(fā)展有重要的意義。本文以鎂碳磚為研究對象,進行了原料選取和工藝優(yōu)化及性能改進方面的研究。首先,結合企業(yè)實際情況對鎂碳磚某型號鎂碳磚的生產工藝進行了優(yōu)化調整。通過優(yōu)化顆粒級配、改進壓制過程、調整結合劑用量以及加入適當固體結合劑粉末和添加劑等具體生產工藝的調整,改進鎂碳磚使用性能提高鎂碳磚的生產質量。近年來轉爐爐襯材料在材質、工藝、質量、品種上都有很大變化。鎂碳磚的開發(fā)和應用，使轉爐爐齡有了明顯的提高。現(xiàn)代大型轉爐爐襯主要采用MGOC磚。由于MGOC磚保持了堿性耐火材料的優(yōu)點，同時又徹底克服了堿性耐火材料耐剝落性差、容易吸收爐渣之類的缺點，所以鎂碳磚在鋼鐵工業(yè)中，特別在煉鋼轉爐中使用正在逐年增加，應用范圍逐年擴大。由于鎂碳磚在電爐、轉爐及精煉爐上廣泛得到應用，使其使用壽命大幅度提高。鎂碳磚由于其優(yōu)異的抗侵蝕性及抗熱震性,在各類煉鋼爐上作為爐襯材料被廣泛使用。傳統(tǒng)的鎂碳磚其WC1020,隨著冶煉技術的進步對耐火材料的新要求,傳統(tǒng)鎂碳磚在長期的應用實踐過程中發(fā)現(xiàn)有以下幾方面的問題由于高熱導率增加熱損耗,使出鋼溫度提高,帶來能耗增加,同時加大了耐火材料的侵蝕等一系列問題作為特殊精煉爐的爐襯材料,如在VOD精煉鋼包中冶煉高質量潔凈鋼及超低碳鋼時,會引起增碳問題消耗大量寶貴的石墨資源。鑒于以上情況,近年來,對精煉鋼包用低碳量、性能優(yōu)異的低碳鎂碳磚的開發(fā)受到國內外業(yè)界的重視,這方面的研究開發(fā)工作已取得一定的成果,展現(xiàn)了良好的發(fā)展前景本文末章綜述最近幾年采用納米技術開發(fā)低碳鎂碳磚的技術趨勢。第1章原料的選用11鎂砂一般選用含氧化鎂9599的電熔鎂或燒結鎂砂。CAO/SIO2大于2和雜質含量少。MGO含量越高，雜質相對越少，硅酸鹽相分割程度降低，方鎂石直接結合程度越高，鎂碳磚的抗渣侵蝕性越強（在組織結構方面要求鎂砂高密度并且結晶大）菱鎂礦等為原料經電弧爐熔煉達到熔融狀態(tài)冷卻后形成的稱為電熔鎂砂；從海水中提取氧化鎂制成的稱為海水鎂砂。鎂砂是耐火材料最重要的原料之一，用于制造各種鎂磚、鎂鋁磚、搗打料、補爐料等。電熔鎂砂是用精選的特A級天然菱鎂石或高純輕燒鎂顆粒，在電弧爐中熔融制得。該產品具有純度高，結晶粒大，結構致密，抗渣性強材料，熱震穩(wěn)定性好，是一種優(yōu)良的高溫電氣絕緣材料，也是制作高檔鎂磚，鎂碳磚及不定形耐火材料的重要原料。優(yōu)質鎂砂的原料條件應該做到SIO21、CAO/SIO2比值應在1828的范圍，這種鎂砂的技術條件主要是根據(jù)國外合成鎂砂的成分而制定的。我國的天然鎂砂的技術條件應根據(jù)本身的實際條件來制定，我國大石橋生產的優(yōu)質天然燒結鎂砂，MGO95、SIO22、FE2O305、B2O3微量，用這種鎂砂制造的鎂碳磚，在轉爐的重要部位使用有良好的效果。鎂碳磚在使用過程中鎂砂顆粒的蝕損過程大致為方鎂石顆粒與石墨在或高溫真空下產生固相反應如下MGOCMG十CO生成的蒸汽和CO揮發(fā)；方鎂石顆粒被熔渣化學熔損，包括外來爐渣及鎂砂雜質中的各類氧化物的熔損；鎂碳磚工作層基質氧化脫碳后，其結合強度降低，在爐渣的滲透及沖刷下，方鎂石顆粒脫離磚體被沖裹進爐渣內。在充分考慮上述因素后使用的鎂碳磚選用了方鎂石結晶晶粒大、結合力強、雜質少的高氧化鎂含量的鎂砂作為主要原料，這種鎂砂不僅能降低方鎂石晶體被硅酸鹽相分割程度，減少熔渣對晶界的侵蝕速度，還可以提高鎂砂與石墨高溫共存時的穩(wěn)定性。此外,由于其體積密度大、結合力強，在鎂砂加工過程中可得到邊界棱角鮮明的顆粒,加強與基質的鑲嵌結合，提高鎂砂顆粒在鎂碳磚中的穩(wěn)定性。電熔鎂砂與燒結鎂砂相比具有方鎂石結晶粒粗大、顆粒體積密度大等優(yōu)點?？紤]到使用效果與成本，使用的鎂碳磚按不同比例選用各種級別的電熔鎂砂。鎂砂的顆粒配比對鎂碳磚的使用效果影響也比較大。粗顆粒作為骨料在配料中占有較大比例，而臨界尺寸的確定對磚的物理性能更有重要的影響。經過多年的實踐，使用的鎂碳磚選用了合適的粗顆粒臨界粒度與比例。鎂碳磚的基質部分由鎂砂細粉和石墨組成，其品位對磚的使用性能有較大影響。12石墨鎂碳磚的碳源選用石墨，碳能防止爐渣向磚內浸入，有益于提高磚的抗侵蝕性。鎂碳磚一般選用天然鱗片狀石墨。天然鱗片石墨的熔點高達3700，它具有典型的片層狀結構、高的導熱率和低膨脹系數(shù)及彈性模量，是生產鎂碳磚理想的碳素材料。石墨的純度越高、鱗片越厚大，抗氧化性能就越好，高溫失重也就越小。但另一方面碳容易氧化又是其固有屬性。眾所周知，當磚中的碳被氧化時，磚的特性也隨之消失。氧化越劇，損毀越快。碳氧化的主要途徑一是與爐渣中的FEO反應；二是與氣氛中的O2與CO2反應；三是與磚中的MGO反應。作為防氧化的主要手段是向磚中引入易氧化的活潑的金屬粉末，如AL粉、MG粉、SI粉,以及氮化物、硼化物、碳化物等易氧化物質。其理由在于磚被加熱時，這些物質即與C或者CO發(fā)生反應生成碳化物，并且使C重新凝聚，最終生成AL4C3、AL2O3等高熔點物質并隨之產生體積膨脹，使磚體致密化，形成陶瓷結合，從而提高了抗氧化性和高溫強度，現(xiàn)以加入AL粉為例，列式于以說明ALS3/4CS1/4AL4C3S2ALS3COGAL2O33CALS3/2COG1/2MGOS1/2MA3/2C1/2AL4C33COGMGOSMA9/2CS大量的研究和實踐證明，加入防氧化劑對提高MGOC磚的抗侵蝕性是行之有效的。經驗證明，加入復合防氧化劑效果比加入單一防氧化劑效果要好。13結合劑鎂碳磚在生產早期使用焦油瀝青作結合劑，現(xiàn)在多用酚醛樹脂。其本身具有良好的彈性和有拋光作用，形成磨具后，仍具有良好的自銳性，不易堵塞，修整少，而且磨削效率較高，磨削溫度較低，磨削的表面光潔度高，所以應用范圍十分廣泛。結合劑是生產鎂碳磚的關鍵材料。應具備以下條件（1）、常溫下能保持適當?shù)恼扯群土鲃有裕瑢︽V砂和石墨有良好的潤濕性和親和性，不產生時效硬化；（2）、在熱處理過程中能進步聚合，使制品有較高的強度；（3）、在升溫過程中應有較高的殘?zhí)夹?，并與其它碳素材料聚合，使制品有良好的高溫性能；（4）、性能穩(wěn)定可靠。根據(jù)上述要求，經過反復實踐，選用了熱塑性酚醛樹脂結合劑作為生產鎂碳磚的結合劑。14添加劑鎂碳磚的優(yōu)良性能依賴于磚中碳的存在，鎂碳磚的氧化脫碳是導致其蝕損的重要原因。鎂碳磚脫碳后，造成了基質疏松、結合強度降低，被爐渣滲透熔損，鎂砂骨料脫落，使制品組織劣化，降低轉的使用壽命。目前主要通過添加抗氧化劑（金屬鋁粉，硅粉，鋁鎂合金粉，碳化硅，碳化硼）的手段來提高鎂碳磚的抗氧化性能。但由于各種金屬添加物的價格較高，在選用時需兼顧成本和使用效果。其抗氧化機理是抗氧化劑與氧反應，避免碳與氧反應；氧化后形成的新物相（如碳化物，氧化物及尖晶石）產生體積膨脹，封閉氣孔，使磚的致密度提高，阻止了熔渣的滲透；新生成的物相在石墨和氧化鎂間“搭橋”，使其形成牢固結合。抗氧化劑的加入量一般為16。第2章鎂碳磚制備鎂碳磚一般為不燒制品，生產工藝主要包括原料準備，配料，混煉，成型和熱處理。采用高純鎂砂粉粒、碳素材料和焦油瀝青或樹脂等為原料，經配料、熱混、成型后，再經300左右或1000以上焙燒而成。為抑制磚中的碳的氧化，常添加鋁、硅、鎂等金屬或氮化硼，加入量不超過5。采用高壓力成型機成型，以提高專的密度。成型時應該嚴格按照先輕后重、多次加壓的操作規(guī)程進行壓制，以免產生裂紋，最好采用抽真空、排氣加壓裝置，成型后磚坯浸防滑劑進行防滑處理，避免施工時發(fā)生安全事故。21鎂碳磚主要生產工藝參數(shù)的確定圖21鎂碳磚的生產工藝流程211鎂砂顆粒級別的確定鎂砂顆粒級別配比是否合理，決定了物料的堆積密度，也直接影響鎂碳磚的密度和強度。實踐表明，采用多級配比、選用合適的細粉粒度生產出的鎂碳磚具有較高的密度和強度，可以滿足使用要求。泥料的配比為電熔燒結鎂砂7085，鱗片狀石墨1520。添加劑510；酚醛樹脂（外加）57，固化劑適量。以產品的原料質量來劃分，鎂碳磚可分為高、中、低三檔，見表21。表21鎂碳磚分類212泥料混練石墨密度輕，混煉時易浮于混合料的頂部，使之不完全與配料中的其他組分接觸。一般采用高速攪拌機或行星式混料機。生產MGOC磚時，若不注意混煉時的加料次序，則泥料的可塑性和成型性將受到影響，從而影響到制品的成品率與使用性能。正確的加料次序為鎂砂（粗、中）結合劑石墨鎂砂細粉和添加劑的混合粉。視不同的混煉設備混煉時間略有差異。若混合時間太長，則易使鎂砂周圍的石墨與細粉脫落，且泥料因結合劑中的溶劑大量揮發(fā)而發(fā)干；若太短，混合料不均勻，且可塑性差，不利于成型。泥料混練的效果直接關系著制品的質量。因此應采取以下技術措施（1）、將鎂砂顆粒預熱至40左右，確?；炀毦鶆?；（2）、結合劑預熱至3040，增加流動性；（3）、將固化劑與樹脂預先混合再加入泥料中；（4）、嚴格控制樹脂加入量，要確保其均勻的潤濕泥料并防止結團，要保證捆料時間。加料順序為鎂砂顆粒一石墨一結合劑一筒磨細粉瀝青，必須確?？偦炀殨r間。品種主要原料高檔鎂碳磚大結晶電熔鎂砂、98電熔鎂砂、96以上天然磷片石墨中檔鎂碳磚97電熔鎂砂、94以上天然磷片石墨低檔鎂碳磚重燒鎂砂、高純鎂砂、90以上天然磷片石墨213成型成型是提高填充密度，使制品組織結構致密化的重要途徑，因此需要高壓成型，同時嚴格按照先輕后重、多次加壓的操作規(guī)程進行壓制，生產MGOC磚時，常用磚坯密度來控制成型工藝，一般壓力機的噸位越高，則磚坯的密度越高，同時混合料所需的結合劑越少，否則因顆粒間距離的縮短、液膜變薄使結合劑局部幾種，造成制品結構不均勻，影響制品的性能同時也會產生彈性后效而造成磚坯開裂。成型工序首先要選擇合適噸位的壓力機。成型時要準確控制泥料重量、確保布料均勻，打擊次數(shù)及輕重需滿足要求。214熱處理鎂碳磚不需高溫燒成，但需進行熱處理。在150200C環(huán)境下進行24H烘烤后，物料與結合劑固化，使制品的強度達到要求。遠紅外線加熱室具有加熱均勻的特點，因此被廣泛用于鎂碳磚熱處理。22鎂碳磚的層裂問題及解決方法鎂碳磚在生產過程中易產生層裂、韌性差。鎂磚產品層裂從使用角度看，由于層裂原因產生的層裂縫隙會使鋼水沿縫隙滲透，導致產品侵蝕加快，影響產品使用壽命。從生產角度看，它直接影響產品合格率，提高了生產成本和生產一線工人的勞動強度，使企業(yè)造成很大損失。產品層裂也是用戶嚴格要求不準出現(xiàn)的指標之一。由于產生層裂的原因較多，而且對鎂碳磚工藝問題的研究較少，使這一問題一直沒有得到解決。221鎂碳磚層裂產生的主要原因壓制成型時粉料中的空氣沒有及時正常排除而聚集在坯體中某一部位，當壓型壓力撤除后，坯體中氣體膨脹，如果膨脹力大于顆粒之間的結合力，磚坯局部斷面上便形成層裂。主要原因有粉料容重小，粉料顆粒組成不合理、粉料水份過大或過小、模具結構和模具加工精度不滿足要求、壓制方法不適當、壓機難控制、配方及原料性質不滿足工藝條件等。222防止鎂碳磚層裂的基本方法要防止鎂碳磚的層裂，需同時考慮坯料配方、粉料制備、壓型操作、模具制作安裝等多方面因素。在磚機正常運行，壓型模具質量滿足要求的前提下，過適當調整磚料配方與合理控制各工序原料加工、配料、混練、壓型、熱處理等工藝操作參數(shù)防止磚坯層裂。（1）、控制粉料的顆粒級配在粒度分布符合密堆積要求時，小顆粒可以將大顆粒間的縫隙填充，有利于壓制出密實的產品，有利于防止層裂的產生。根據(jù)粒度分布曲線見圖1，小粒徑的顆粒含量的實際值比標準值高，而大粒徑的顆粒的含量比標準含量要低。圖22鎂碳磚配合料粒度分布曲線小粒徑的顆粒的比表面積較大，在加入時會帶入更多的空氣，使層裂的產生幾率增加；而作為骨架材料的大粒徑顆粒較少同樣也會造成層裂。所以，需要通過配方優(yōu)化，在達到使用要求的情況下，盡量調整配合料的粒度分布，從而起到防止層裂的作用。（2）、控制配合料的濕度鎂碳磚生產多采用壓制成型，與陶瓷墻地磚的產相似，對濕度要求較為嚴格。在陶瓷墻地磚粉料中，水分子是偶極分子，具有瞬問荷電性能，能與顆粒鍵合，水分子還能彼此形成氫鍵，在聚合顆粒的機理下，使顆粒緊緊凝結在一起，具有一定的強度。但鎂碳磚與陶瓷墻地磚的濕度存在的一定差別。在鎂碳磚粉料中加入的結合劑含有大量的有機成分，這些有機物起著與水分相似的作用。陶瓷墻地磚生產中，水分含量在48為宜。在鎂碳磚生產中應存在著相應的濕度范圍。必須控制合適的粉料濕度才能正常生產。粉料濕度不足，則顆粒間摩擦阻力大，壓制成型難度加大，更容易發(fā)生層裂，并且脫模難度增大。這是由于液體含量不足，不易形成團聚結構，而使細小顆粒增排除已經被阻塞通路導致夾層出現(xiàn)。同時壓制成型后的坯體，坯體液體含量少而粘結力降低，坯體中心不容易致密，彈性膨脹強度較大。粉料濕度過大，則粉料粘度增大，初壓時顆粒易于變形粘結，坯體表面密度瞬時增大，顆粒的粘結作用使排氣不暢，容易在坯體中間形成坯中空氣膜而產生夾層，同時粘模現(xiàn)象增多，使操作人員增加擦模頻率，影響設備運轉效率及產量。鎂碳磚生產中的濕度應通過控制結合劑的加入量，原料自身含水量以及混煉制度進行嚴格控制。（3）、控制壓制過程在使用摩擦壓力機生產鎂碳磚時，應盡量改進壓機，提高其可控性，簡化壓制過程，降低操作難度。由于摩擦傳動中的飛輪速度難以準確控制，主要靠操作人員通過經驗來控制壓制過程，有時難以滿足生產需要。在壓制過程中，壓力的大小和時間是影響層裂和尺寸的關鍵因素。在壓制過程初期，如果壓力過大，將大量氣體封閉在坯體內部無法排出，所以需要使用適當?shù)膲毫⑴黧w內氣體逐漸排出。通過調整施壓方法也可以提高氣體排出量，起到提高生產質量的效果。第3章鎂碳磚的應用31鎂碳磚在轉爐上的應用1原材料的質量性能對鎂碳磚使用效果有較大影響。因此，必須嚴格選用各種原材料。2成型時應該嚴格按照先輕后重、多次加壓的操作規(guī)程進行壓制，以免產生裂紋，最好采用抽真空、排氣加壓裝置。3鎂碳磚在生產過程中易產生層裂、韌性差。鎂磚產品層裂從使用角度看，由于層裂原因產生的層裂縫隙會使鋼水沿縫隙滲透，導致產品侵蝕加快，影響產品使用壽命。從生產角度看，它直接影響產品合格率，提高了生產成本和生產一線工人的勞動強度，使企業(yè)造成很大損失。4鎂碳磚近年來轉爐爐襯材料在材質、工藝、質量、品種上都有很大變化。鎂碳磚的開發(fā)和應用，使轉爐爐齡有了明顯的提高。5近年來,對精煉鋼包用低碳量、性能優(yōu)異的低碳鎂碳磚的開發(fā)受到國內外業(yè)界的重視故鎂碳磚低碳化是目前技術的發(fā)展趨勢。調渣劑為確保爐渣中保持一定的氧化鎂含量，減少爐襯鎂含量的流失，在造渣過程中需加入一定的調渣劑。因此要求在調渣劑中要具有一定的鎂含量，同時雜質含量要符合規(guī)定要求。助溶劑由于螢石供應原因及使用時的副作用，因此現(xiàn)在一般采用鐵錳礦石、氧化鐵皮或用鐵礦石作為助溶劑。6溫度制度煉鋼過程溫度控制和終點溫度控制對轉爐爐襯侵蝕速度影響也比較大。因此，在滿足鋼水澆注的前提下，煉鋼過程溫度控制和終點溫度越低對提高爐襯壽命就越有利。圖31轉爐結構示意圖轉爐結構示意圖見31。爐口、爐帽部位溫度變化劇烈，受渣蝕較嚴重，應選用抗熱震性好，抗渣性強的鎂碳磚。耳軸區(qū)兩側除受吹煉時損毀作用外，表面無保護渣層覆蓋，不易修補，磚中碳易氧化，應砌筑抗渣性優(yōu)良、抗氧化性好的優(yōu)質鎂碳磚。渣線部位與熔渣長期接觸，受渣蝕嚴重，需砌筑具有優(yōu)良抗渣性的鎂碳磚。裝料側吹氣時爐渣和鏘水的噴濺作用容易造成化學侵蝕、磨損、沖刷以及裝人廢鋼和鐵水時的直接撞擊和沖蝕，應選用具有抗渣性強、高溫強度高、抗熱震性好的鎂碳磚。爐缸、爐底與其他部位相比侵蝕較輕，可選用普通鎂碳磚。當采用頂?shù)讖秃洗禑捈夹g時，尤其是底吹CO、O2等氣體時，損毀更為嚴重，應選用抗氧化性和抗熱震性好高溫強度高，抗渣性強的高級鎂碳磚。根據(jù)轉爐爐體部位損毀的特點，使用不同品級的鎂碳磚配合砌筑，形成均衡損毀的綜合爐襯。32鎂碳磚在轉爐上的砌筑任何一種煉鋼操作。由于冶煉鋼種和造渣材料等因素不同，爐襯各部位的蝕損都不會是一致的，就武鋼情況而言，其轉爐爐襯損毀嚴重程度從大到小可依次列為堤坡渣線耳軸區(qū)爐帽出鋼口前大面后大面爐帽熔池及爐底。根據(jù)這個損毀規(guī)律，我們實行了焦油白云石磚一鎂碳磚品種系列綜合筑爐其筑爐情況見圖。在前大面保留焦白磚的目的是便于拆爐，減少修爐工期。待拆爐機購進后，前大面就采用中檔鎂砂碳磚。我們工作目標是實現(xiàn)轉爐爐襯全鎂碳化，取消易水化的焦油白云石磚。33MGOC磚在爐外精煉技術中大有前途MGOC磚除成功的應用于轉爐、電爐、大罐渣線外，目前日本正在進行應用于真空室的試驗，隨著鎂碳磚技術的不斷發(fā)展，理化特性的不斷提高，預計它在爐外精煉技術中會得到更廣泛的應用。表31鎂碳磚的理化指標項目MT10AMT10BMT10CMT14AMT14BMT14CMT18AMT18BMT18CMGO807876767474727070C101010141414181818顯氣孔率456456345體積密度G/CM290285280290282277290282277常溫耐壓強度MPA403530403525403525高溫抗折強度MPA65412851074表32轉爐各部位爐襯的工作條件部位爐襯工作條件爐口裝料、吹煉、出鋼、倒渣時溫度變化大爐渣侵蝕,攜塵廢氣沖刷、裝料及清鋼、渣時受機械撞擊爐帽取樣及出鋼時受爐渣侵蝕,溫度變化大,空爐時磚中碳素易被氧化,受廢氣及粉塵的侵蝕與磨損裝料側受廢鋼及鐵水的撞擊與沖刷,溫度變化大出鋼側受爐渣及鋼水的侵蝕與磨損,出鋼時受爐渣及鋼水的熱沖擊與沖刷耳軸區(qū)爐襯掛渣少,空爐時磚中碳素被氧化爐子傾動時受異常力的作用渣線爐渣侵蝕爐身爐底受鋼水劇烈沖刷與磨損頂?shù)讖秃洗禑掁D爐底供氣磚受鋼水及爐渣化學侵蝕與劇烈沖刷,溫度驟變及氧化作用出鋼口受鋼水沖刷,爐渣侵蝕及溫度變化劇烈第4章鎂碳磚技術發(fā)展趨勢41納米結構基質低碳鎂碳磚的開發(fā)研究文獻18，19通過采用納米尺度的炭黑以及復合石墨化炭黑改性酚醛樹脂，形成雜化樹脂HBHYBRIDBINDER和高性能雜化樹脂HIGHPERFORMANCEHYBRIDBINDER。在基質組成中引入不同形態(tài)納米尺度的炭黑單球型、聚集型和復合石墨化炭黑，所研制的低碳鎂碳磚的組成與性能如表41所示。表41納米技術鎂碳磚的特征性能試驗磚1234鎂砂960960945960炭黑單球體類型A10團聚體類型C05團聚體類型D151010復合石墨化炭黑2020樹脂結合劑25（HB）32HHB30HHB30HHB顯氣孔率/45504575體積密度/GCM331931731631310005H顯氣孔率/959580體積密度/GCM3313313313抗折強度/MPA50508014005H顯氣孔率/1009075體積密度/GCM3312313313抗折強度/MPA304080研究結果表明，所研制的低碳鎂碳磚在抗熱震性、抗氧化性、抗渣性以及導熱性等方面與傳統(tǒng)鎂碳磚相比都有顯著的改善和提高。42低碳鎂碳磚基質結構的優(yōu)化TAMURA等1820用炭黑和金屬為原料,采用自蔓燃SHS法合成了具有納米尺度的復合石墨化炭黑NANOCOMPOUNDGRAPHITIZEDBLACK。這種復合石墨化炭黑是由被部分石墨化的炭黑及具有納米尺度的金屬炭化物所組成。圖42為含有圖42含碳化硼的復合石墨化炭黑的XRD圖譜石墨B4CB4C的復合石墨化炭黑的XRD圖譜,碳002的點陣空間從D338開始或者更小,石墨結構顯著發(fā)育。圖5為這種復合石墨化炭黑曲線以及商用B4C50M和炭黑混合粉體曲線B4C/炭黑的比值與復合石墨化炭黑相同的TG曲線。結果表明,具有納米尺度的復合石墨化炭黑在600OC以上迅速增重,在1200OC增重量是商用混合粉體的8倍或更多,這一結果表明,在B4C重量一樣的情況下,抗氧化效果隨著抗氧化劑尺寸和彌散性的不同而差別很大。通過很細的B4C均勻氧化,可形成B2O3保護層,從而改善了磚的抗氧化性能。結論鎂碳磚是廣泛使用的耐火材料,本文通過研究生產中仍存在易層裂、韌性差等問題。以及怎樣調整鎂碳磚配合料顆粒級配、控制混合料濕度與優(yōu)化壓制過程才能提高生產質量。得出以下結論（1）原材料的質量性能對鎂碳磚使用效果有較大影響。因此，必須嚴格選用各種原材料。（2）成型時應該嚴格按照先輕后重、多次加壓的操作規(guī)程進行壓制，以免產生裂紋，最好采用抽真空、排氣加壓裝置。（3）鎂碳磚在生產過程中易產生層裂、韌性差。鎂磚產品層裂從使用角度看，由于層裂原因產生的層裂縫隙會使鋼水沿縫隙滲透，導致產品侵蝕加快，影響產品使用壽命。從生產角度看，它直接影響產品合格率，提高了生產成本和生產一線工人的勞動強度，使企業(yè)造成很大損失。（4）鎂碳磚近年來轉爐爐襯材料在材質、工藝、質量、品種上都有很大變化。鎂碳磚的開發(fā)和應用，使轉爐爐齡有了明顯的提高。（5）近年來,對精煉鋼包用低碳量、性能優(yōu)異的低碳鎂碳磚的開發(fā)受到國內外業(yè)界的重視故鎂碳磚低碳化是目前技術的發(fā)展趨勢。謝辭感謝岳衛(wèi)東老師指導我論文的寫作方向和構架以及思維方法上的啟發(fā)，并對論文初稿進行了認真的批閱，指出其中謬誤之處和構架的不足，給與了細心地指導，提出了和好的建議。使此論文得以順利完成。在此，謹向岳衛(wèi)東老師表示崇高的敬意和衷心的感謝謝謝岳老師在我撰寫論文的過程中給予的極大幫助。同時，論文的順利完成，離不開其他各位老師、同學和朋友的關心和幫助。在整個的論文寫作過程中，各位老師、同學和朋友積極的幫助我查閱資料和提供有利于論文寫作的寶貴建議，在他們的幫助下，論文得以不斷的完善，最終使我完成了整篇論文。另外，要感謝在大學期間所有傳授我知識的老師，是老師們的細心教導使我有了良好的專業(yè)課知識，這也是論文得以完成的基礎。感謝洛陽理工學院提供的良好條件。再次感謝所有給我?guī)椭睦蠋熀屯瑢W，謝謝你們參考文獻1張江偉,張治廣邢鋼煉鋼系統(tǒng)耐火材料的使用情況耐火材料,20072張道琨鎂碳磚的性質、工藝和應用J經濟技術研究中心,1988年第三期3賀東強鎂碳磚在轉爐各部位上的應用J山東陶瓷200864轉爐用鎂碳磚的評價及其效果J日本耐火物,第329集,37期,1985年6月5許曉海,馮改山耐火材料技術手冊M冶金工業(yè)出版社,200016周惠興優(yōu)質鎂碳磚的制造技術J冶金能源第12卷第4期199377林子良,趙英杰武鋼鎂碳磚的研制與應用J武鋼技術1987年第七期8王誠訓,耿國樞,候謹轉爐用MGOC系耐火材料（三）J包鋼科技1900年第1期9朱伯銓,張文杰低碳鎂碳磚的研究現(xiàn)狀與發(fā)展J武漢科技大學學報第31卷第3期2008年6月10李新健,柯昌明,李楠含碳耐火材料的防氧化方法J耐火料,2006,40213313511王誠訓MGOC質耐火材料ML北京冶金工業(yè)出版社,19958512劉新或等鋁碳滑板的高溫強度、斷裂行為和氧化過程與添加物AL、SI的關系D耐火材料,1995,292798213王誠訓等鋼包用耐火材料M北京冶金工業(yè)出版社,200313614程強譯含碳耐火材料中的抗氧化劑性狀S國外耐火材料,19,65915葉方保,鐘焰MICHELRIGAUD含碳耐火材料用硼化物添加劑Z耐火材料，1997,3152973016曹仁鋒ALSI系金屬粉與含硼添加劑對A1203SICC材料性能的影響D武漢科技大學碩士學位論文2004111017朱伯銓,張文杰低碳鎂碳磚的研究現(xiàn)狀與發(fā)展J武漢科技大學學報第31卷第3期2008年6月18STAMURA,TOCHISI,STAKANAGA,ETALNANO2TECHREFRACTORIES1THEDEVELOPMENTOFTHENANOSTRUC2TURALMATRIXCPROCOFTHEUNITECR,JAPANOSAKA,2003517252019STAKANAGA,TOCHIAI,TKANAI,ETALNANO2TECHREFRACTORIES2THEAPPLICATIONOFTHENANOSTRUC2TURALMATRIXTOMGO2CBRICKCPROCOFTHEUNITECR,JAPANOSAKA2003521252420TMATSUI,KGOTO,YYAMADA,ETALCHARTERISTICSANDAPPLICATIONOFNANO2TECHMAGNESIACARBONBRICKSCJEFFREYDSPROCOFTHEUNITECR,USAORLANDO,20051762179外文資料翻譯CHARACTERISTICSANDPROBLEMOFCHROMECONTAININGREFRACTORYAKIRAYAMAGUCHIOKAYAMACERAMICSRESEARCHFOUNDATION,NISHIKATAKAMI140618,BIZEN,OKAYAMA,7050021JAPANABSTRACTONEOFCHARACTERISTICSOFCR2O3CONTAININGREFRACTORYISEXCELLENTCORROSIONRESISTANCEHOWEVER,HEREISAPROBLEMOFHEXAVALENTCHROMIUM,WHICHISNOXIOUSTOTHEHUMANBODY,ANDEASILYFORMEDBYTHEREACTIONSAMONGTHEREFRACTORYANDCAO,NA2OAND/ORK2OINSLAGINTHISARTICLE,THEREASONWHYTHECR2O3CONTAININGREFRACTORYHASEXCELLENTCORROSIONRESISTANCE,THEFORMINGCONDITIONSOFHEXAVALENTCOMPOUNDS,ANDTHEMETHODSFORSUPPRESSINGGENERATIONOFTHECOMPOUND,AREDESCRIBEDASABASEOFFURTHERDEVELOPMENTOFEXCELLENTREFRACTORIESKEYWORDSCHROMECONTAININGREFRACTORY,CR2O3,CACR2O4,CACRO4,CORROSIONRESISTANCE,HEXAVALENTCHROMIUMCOMPOUND1INTRODUCTIONSIO2,ZRO2,AL2O3,CR2O3,MGOANDCAOAREMAINHIGHTEMPERATUREOXIDESWHICHCONSTITUTETHEREFRACTORIESINTHESEOXIDES,CR2O3ISTHEMOSTEXCELLENTINCORROSIONRESISTANCEUNDERTHEGENERALSERVICECONDITIONHOWEVER,THEREISACASETHATCR2O3CONTAINEDINREFRACTORIESCHANGESTOHEXAVALENTCHROMIUMCOMPOUNDSBYREACTINGWITHCAO,NA2OAND/ORK2ODURINGSERVICETHEHEXAVALENTCHROMIUMISKNOWNTOBEHAZARDOUSTOHUMANHEALTHTHEHEALTH/ENVIRONMENTALCONCERNSHAVERESULTEDINASIGNIFICANTREDUCTIONINTHEUSEOFCR2O3INJAPAN,THEGASIFICATIONMELTINGFURNACEHASMAINLYBEENFOUNDEDTODEALWITHCITYDUSTANDINDUSTRIALWASTERECENTLYSINCETHEREFRACTORIESFORTHISFURNACEARESEVERELYATTACKEDBYNA2O,K2OAND/ORCAOAT13001600,CR2O3CONTAININGREFRACTORIESWHICHHAVEEXCELLENTCORROSIONRESISTANCEAREUSEDHOWEVER,THEPOSSIBILITYOFTHEUSEOFTHEREFRACTORIESTHROUGHOUTFUTUREDEPENDSONESTABLISHINGSAFETYSYSTEMOFCHROMIUMTHISPAPERDOCUMENTSWHYCR2O3HASEXCELLENTCORROSIONRESISTANCE,CLARIFIESTHEFORMINGCONDITIONSOFHEXAVALENTCHROMIUMCOMPOUNDS,ANDDISCUSSESTHECONDITIONSANDPROCEDUREFORSUPPRESSINGTHEFORMATIONOFHEXAVALENTCHROMIUMCOMPOUNDS2CHARACTERISTICSOFCHROMIUMASAREFRACTORYCOMPONENT21THESMALLNESSOFDISSOLUTIONQUANTITYTOSLAGTHOUGHPHASEEQUILIBRIUMDIAGRAMSOF1TO3COMPONENTSYSTEMSCLARIFYTHEDETAILSOFTHEPHASECOMPATIBILITYANDREACTIONSFORTHESPECIFIED1,2OR3COMPONENTS,THEYWILLNOTINDICATETHEFULLDETAILSFORACTUALSERVICECONDITIONSWHERETHEREUSUALLYAREMORETHANTHREECOMPONENTSINVOLVEDTHEREFORE,ITISNOTPOSSIBLETOPRECISELYDETERMINETHEREACTIONSBETWEENAREFRACTORYANDEACHOFWETLIQUIDSLAG,IRON/STEELSLAG,CEMENT,MOLTENGLASS,ETC,WHICHARECOMPLEX,MULTICOMPONENTSYSTEMCONTAININGMORETHANTHREECOMPONENTS,BASEDONAPHASEDIAGRAMHOWEVER,THEREACTIONSCANBEGENERALLYESTIMATEDUSINGAPERTINENTTHREECOMPONENTTERNARYPHASEDIAGRAMOFSIO2CAOHIGHTEMPERATUREOXIDE,BECAUSETHEMAINCOMPONENTSINVARIOUSSLAGSAREGENERALLYSIO2ANDCAOWHENANOTHERCOMPONENTISADDEDTOTHREECOMPONENTS,THEMELTINGTEMPERATUREISDECLININGANDTHEFORMEDLIQUIDQUANTITYISINCREASINGTHEREFORE,ITISNECESSARYTOEXAMINETHESITUATIONATTEMPERATURESWHICHAREHIGHERTHANTHEACTUALPRACTICEFORSIMPLIFICATION,THREECOMPONENTSARECONSIDEREDINTHISEXAMPLE,THESITUATIONAT16001700ISEXAMINEDFIG1ISTHEISOTHERMALSECTIONOFTHECAOSIO2CR2O3EQUILIBRIUMPHASEDIAGRAM1AT1600MAXIMUMDISSOLUTIONQUANTITYOFCR2O3TOTHESLAGWITHVARIOUSCAO/SIO2RATIOS,WHICHISOBTAINEDFROMFIG1,ISSHOWNINFIG2,ANDTHEQUANTITYAT1700ISALSOSHOWNINFIG2THEQUANTITYDECREASESWITHTHEDECREASEOFCAO/SIO2INSLAGFIG1ISOTHERMALSECTIONOFCAOSIO2CR2O3EQUILIBRIUMPHASEDIAGRAMAT1600FIG3SHOWSTHESATURATIONAMOUNTSOFCR2O3,AL2O3ANDMGOTOTHECAOSIO2SLAGAT1600,WHICHAREESTIMATEDFROMTHEPHASEDIAGRAMSOFCAOSIO2CR2O31,CAOSIO2AL2O32ANDCAOSIO2MGO3RESPECTIVELYTHESATURATIONAMOUNTOFAL2O3ISMOSTFOREACHSLAGTHESATURATIONAMOUNTOFCR2O3DISSOLVEDINTHESLAGWITH50/5030/70OFCAO/SIO2RATIOISLESSTHANTHATOFAL2O3ANDMGOCR2O3DISSOLUTIONQUANTITYISLITTLE,BUTKNOWLEDGEONWHICHISABOUNDINGASANEXAMPLE,FIG4SHOWSTHEMAXIMUMDISSOLUTIONQUANTITYOFMGAL1XCRXO4MGAL2O4MGCR2O4SSTOCAMGSIO4MELT1,WHICHISOBTAINEDFROMTHEPHASEDIAGRAMSOFCAMGSIO4MGAL2XCRXO44THEQUANTITYDECREASESWITHTHEINCREASEOFTHEMGCR2O4AMOUNTINTHESOLIDSOLUTIONFIG2MAXIMUMDISSOLUTIONQUANTITYOFCR2O3INTOCAOSIO2SLAGAT1600AND1700FIG3SATURATIONAMOUNTOFCR2O3,AL2O3ANDMGOTOTHECAOSIO2SLAGAT1600FIG5SHOWSTHECONTACTSURFACEOFTHEREFRACTORIES75WTAL2O325WTCR2O3USEDFORAWASTEMELTINGGASIFIERFORTHESLAGTHESATURATIONAMOUNTOFAL2O3ISVERYLARGE,ANDTHATOFCR2O3ISLITTLE,SOCR2O3CRYSTALPRECIPITATEANDGROWUPFIG4MAXIMUMDISSOLUTIONQUANTITYOFMGAL1XCRXO4INTOCAMGSIO4MELTAT1600FIG5CONTACTSURFACEOFTHEREFRACTORIES75WTAL2O325WTCR2O3USEDFORAWASTEMELTINGGASIFIER22CORROSIONRESISTANTIMPROVEMENTEFFECTBYTHECR2O3ADDITIONBYADDINGCR2O3TOOTHERHIGHTEMPERATUREOXIDES,THEMELTGENERATIONTEMPERATURESHOULDNTBEENGREATLYLOWERED，ASSHOWNINTABLE1,ANDITISPOSSIBLETOIMPROVETHECORROSIONRESISTANCEOFTHEREFRACTORIESEUTECTICTEMPERATUREBETWEENCR2O3ANDSIO2IS1720WHICHISSLIGHTLYLOWERTHANMELTINGTEMPERATURE1723OFSIO2THEREFORE,THEADDITIONOFCR2O3GREATLYIMPROVESTHECORROSIONRESISTANCEOFTHESILICAREFRACTORIESWITHOUTBRINGINGABOUTTHEDEFECTWHENCR2O3ISADDEDTOAL2O3,THEYFORMSOLIDSOLUTION,WHOSEMELTINGTEMPERATURERISESWITHTHEINCREASEOFCR2O3AMOUNTANDITSCORROSIONRESISTANCEISIMPROVEDBYTHISCHARACTERISTIC,THEAL2O3CR2O3REFRACTORYISUSEDABUNDANTLYFORGASIFICATIONMELTINGFURNACEFORTHEWASTETREATMENTTABLE1RELATIONBETWEENCR2O3ANDHIGHTEMPERATUREOXIDESHIGHTEMPERATUREOXIDECOMPOUNDEUTECTICPOINTORMELTGENERATIONTEMPERATURE/SIO21720AL2O3SOLIDSOLUTION20452265MGOMGCR2O42050MGOMGCR2O42090MGCR2O4CR2O3CAOCACR2O41930CAOCACR2O42100CACR2O4CR2O3CR2O3ISADDEDINMGOFORMINGMGCR2O4,WHICHHASEXCELLENTCORROSIONRESISTANCEAND2400OFMELTINGPOINTHOWEVER,WHENCR2O3CONTACTSWITHCAOUNDEROXIDIZINGATMOSPHERESUCHASAIR,THEIMPORTANTPROBLEMOCCURSASDESCRIBEDNEXT3THEPROBLEMOFCHROMEASAREFRACTORYCOMPONENTHEXAVALENTCHROMIUMCOMPOUNDSEASILYFORMBYREACTIONSAMONGTHECR2O3CONTAININGREFRACTORIESANDCAO,K2OAND/ORNA2O,WHENTHEREFRACTORIESCONTACTWITHWASTELIQUIDSLAG,IRON/STEELSLAG,GLASS,CEMENT,ETC,ATHIGHTEMPERATUREINCAOCR2O3SYSTEM,THECOMPOUNDCACR2O4,WHICHISSTABLEUNDERREDUCTIONATMOSPHERE,HASAMELTINGPOINTOF2170THEEUTECTICPOINTSBETWEENTHECOMPOUNDANDCAOANDCR2O3ARE1930AND2100,RESPECTIVELYACCORDINGLY,THEREISNOPROBLEMINCOEXISTINGWITHCAOHOWEVER,ASOXYGENPARTIALPRESSURELIKEINAIRISHIGH,HEXAVALENTCHROMIUMCOMPOUNDCACRO4ISSTABLEATLOWTEMPERATUREFIG6ISANEQUILIBRIUMPHASEDIAGRAMOFCAOCR2O3CRO35INTHECASEOFCAO/CR2O31,TRIVALENTCOMPOUNDCACR2O4ISSTABLEABOVE850OR1022,BUTHEXAVALENTCOMPOUNDCACRO4ISSTABLEBELOW850OR1022HOWEVER,HEXAVALENTCHROMIUMCOMPOUNDISSTABLEATANYTEMPERATUREINTHECASEOFCAO/SIO21FIG7SHOWSTHEPRODUCTSOFTHEMIXTUREOFCACO3ANDCR2O