中頻爐的耐火材料比較簡單,一般都是打結料。對于熔化鑄鐵的一般采用價格比較便宜的石英砂做打結料。當冶煉溫度高、冶煉條件比較惡劣時石英砂打結料的使用壽命就大大下降,不能滿足用戶的使用要求。這時就需要采用鎂質、鎂鋁質、鎂鉻質等干式打結料(也就是大家常說的堿性爐襯材料)。
在鑄造行業工作的都很清楚冶煉高錳鋼時不僅冶煉溫度高,而且冶煉條件比較惡劣,鋼液中的Fe、Si、Ai、Mn、C、渣中的CaO、SiO2、FeO等元素對爐襯的侵蝕十分嚴重。從而導致爐襯的使用壽命大大降低。這時采用鎂質、鎂鋁質或鎂鉻質等干式打結料(也就是大家常說的堿性爐襯材料),就能較好的解決問題。
鎂質爐襯材料的主要成分就是MgO。MgO本身就是高熔點物質,同時MgO+(FeO、Fe2O3)=MgO.Fe2O3,MgO與Fe2O3能化合成鎂鐵礦(MgO.Fe2O3),此化合物又能與MgO生成固熔物,兩種物質都是高溫耐火材料。為了使爐襯層有高的耐火度,必須使爐襯中MgO達到一定含量。如果MgO含量低,Fe2O3就會與CaO起作用生成低熔點的鐵酸鈣。
MgO在高溫狀態下呈堿性,不與鋼液中的MnO、Cr2O3等金屬氧化物反應起作用,抗鋼水侵蝕能力強。因此,能有效的延長爐襯的使用壽命
由此可見,選擇爐襯材料必須根據所熔煉的鋼種來選擇。同時也要充分考慮爐渣的成分、熔煉的溫度和高溫下氣相揮發。
一般來說冶煉普通鋼采用冶金鎂砂也就是中頻爐專用鎂砂,冶煉高錳鋼采用中頻爐專用鎂砂加中檔或高純鎂砂,而冶煉不銹鋼則采用電熔鎂砂。
鎂質爐襯材料的優點是:1、成本較低,2、不易裂紋、滲鋼和漏鋼等事故率較低(這里所說的裂紋主要是橫向裂紋。細小的縱向裂紋是堿性干式打結料的礦物質結構、化學成分及打結密度、熔融結果等因素所特定的)3、燒結層較薄、拆爐容易。4、后面的爐襯干式打結料沒有燒結、密度較低,保溫效果較好。5、不含水分等。因此鎂質干式打結料打結的爐襯幾乎不用烘爐就可直接使用。
堿性干式打結料對于降低能耗和提高效率是非常有利的。
一般來說堿性干式打結料的使用壽命在70爐次以上。
當爐渣堿度偏低時,對鎂質爐襯侵蝕較為嚴重,爐襯的壽命隨之降低;相反,當爐渣堿度較高時,對爐襯的侵蝕較輕微,爐襯的壽命相對提高。
爐渣中含有氟離子、金屬錳離子等高時,或熔池溫度到1700℃以上,溶液的黏度也會急劇下降,爐襯的損毀速度加快,爐襯壽命會大幅度降低。
溶液滲入耐火材料內部的成分包括;渣中的CaO、SiO2、FeO;
鋼液中的Fe、Si、Ai、Mn、C,甚至還包括金屬蒸汽,CO氣體等。
這些滲入成分沉積在耐火材料毛細孔道中,造成耐火材料工作面的物理化學性能與原耐火材料基體的不連續性,在操作溫度急變下將出現裂紋、剝落和結構疏松,嚴格的說這個損毀過程比溶解損毀過程嚴重得多。
1)爐襯耐材質量提高是基礎,爐襯的打結致密、優化煉鋼工藝、降低煉鋼溫度、及時補爐等是提高爐齡的關鍵。
2)合理使用適當量的結合劑、粘結劑、添加劑也將提高爐襯的整體質量。詛如:在鎂質爐襯材料中添加一定比例的高鋁質材料,使其在高溫作用下生成鎂鋁尖晶石相,也有利于提高爐襯的使用壽命。
3)提高爐齡可以降低生產成本、增加產量、降低工人的勞動強度。同時也對生產、技術、管理起到帶動和促進作用。