目前,在冶炼或铸造行业,一般大包仍然使用3层结构的耐火衬里组合,小包目前一大部分使用浇注料衬体砌筑,一部分使用耐火砖砌筑如万能弧砖砌包。内衬材料砌筑主要是采用:
1. 耐火砖产品比如:粘土砖、高铝砖、镁砖、镁碳砖等;
2. 耐火浇注料比如:铝碳化硅铁水包浇注料、尖晶石质浇注料,电熔石英捣打料等等;
从使用情况上分析:在铁水包内的铁水不需要特殊的冶炼过程,包内铁水的温度一般在1300~1450℃,温度不算太高。但是从使用上来看至少会受到以下三方面的破坏:
①机械冲击:铁水包盛装铁水时,高炉出铁往铁水包里倾倒铁水形成撞击,铁水包炉衬受到高温铁水的冲刷磨损和强烈的热震而产生很大的热应力造成热膨胀破坏;故此,浇注料的密度高,致密性好,强度好,这样才能有效抵抗铁水的机械冲击和渗透;
②化学侵蚀:铁水包在盛铁水期间受到铁水和渣的化学侵蚀以及空气的氧化,铁渣中含有大量的CaO和FeO等氧化物,采样铁渣检测的化学成分如下:
编号 | Si02 | Ca0 | MgO | AL203 | Fe+Fe203 | MnO | P205 | S |
1# | 45 | 17 | 3 | 19 | 11 | 8 | 0.4 | 0.3 |
2# | 43 | 16 | 3 | 21 | 11 | 9 | 0.3 | 0.1 |
铁水和熔渣直接与铁水包浇注料在接触时,彼此之间发生反应, 最终融为一体, 导致化学性粘渣。这种方式的粘渣很难清理, 清理后耐材的寿命也随之终结,所以首先就要控制材料的化学成分,控制化学性粘渣。
③急冷急热:铁水包内的铁水倒空后,温度急剧下降而使炉衬急冷,同时也使炉衬暴露到空气中而氧化造成破坏。铁水包在这种反复的使用过程中,包衬反复经受急冷急热和渣铁的侵蚀以及空气的氧化和铁水的冲刷。除此之外还有因温降导致的粘渣, 温降是不可避免的, 它与铁水包浇注料品质、铁水包形状、铁水包周转时间越快铁水包所经过的工艺路线越简单, 相应的铁水包因温降而形成的粘渣也就越少。故此,铁水和熔渣因为温度下降粘度增加而发生粘渣。这就要适当降低浇注料的导热性,另外在满足施工性能的前提下加水量尽可能减少,避免因为过多加水量导致水蒸发留下气孔或通道。
所以铁水包内衬应选用抗热震性能好、耐冲刷和抗氧化的耐火材料。