３０・ ・ＲＥＦＲＡＣＴ０ＲＩＥＳ＆ＬＩＭＥ Ａｕｇ．２０１７ Ｖ０１．４２ ＮＯ．４ 氧化镁原料对电炉喷补料烧结性的影响 摘 要：侧重研究了使用不同种类的氧化镁原料对烧结性的影响，其中使用海水氧化镁原料（包括铁结合氧化镁 原料）的喷补料，确认与炉渣具有很高的烧结性。推测的原因是，炉渣渗透到海水氧化镁原料时，作为杂质存在的硼 也同时溶出，含有硼的炉渣与骨料形成炉渣结合而变成一体。在使用粗颗粒和微粉的试样中也发现了该现象。另 外炉渣渗透到颗粒中，颗粒结构发生变化，确认得知颗粒与基质间的界面是模糊不清的。 关键词：电炉；氧化镁；喷补料；烧结性 中图分类号：ＴＱ１７５．４ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１６７３—７７９２（２０１７）０４—００３０—０４ １ 前言 为了追求高效性和经济性，对电炉炼钢的操作 方法一直在进行各种改进。采用ＵＨＰ操作和富氧 操作等实现了高效性，但是与此同时，当温度超过 表１原料的化学组成 １ ６５０～１ ７００＇Ｃ，这种苛刻的操作条件也加速了炉体 耐火材料的损伤。另外，在操作中为了提高钢的纯 度，要进行脱磷、脱硫，此时由于所投入的石灰石和 消石灰中含有ＣａＯ，致使渣的Ｃ／Ｓ比升高到１．５～ ３．０，这就进一步加快了损伤。因此，炉体砖要求提 高喷补修补料的耐用性。 以电炉为主的工业窑炉，在施工面形状复杂的 ３试样配比 所制备的试样，其结合剂是以黏土和硅酸盐为 主，骨料组成中的粗颗粒及微粉部分做了改变。试 样ＣＦ—ＮＡ是基础试样，所使用的颗粒直径最大为 ５ｍｍ，在粗颗粒、中间颗粒和微粉部分使用天然氧化 镁原料，试样Ｃ—ＳＥ、Ｃ—Ｆ９８、Ｃ—Ｆ９６和ｃ—ＩＢ是以该 情况下，对于操作条件苛刻、超负荷导致的炉体砖过 度损伤，可以用短时间进行喷补修补。而且还可以 进行热态修补以及通过采用自动喷补装置降低人工 试样为基准，将粗颗粒部分分别置换为海水氧化镁 原料、电熔氧化镁原料Ａ、电熔氧化镁原料Ｂ和铁结 成本等，这些都是非常有用的修补方法。这里所说 的烧结喷补料除了要求具备高温强度、抗渣性和抗 合氧化镁原料，试样Ｆ—ＳＥ、Ｆ—Ｆ９８、Ｆ—Ｆ９６是将微粉 粒部分分别置换为海水氧化镁原料、电熔氧化镁原 料Ａ和电熔氧化镁原料Ｂ制备而成。其详细组成 示于表２。 热震性等耐火材料的一般性能以外，还要求具有如 下性能：①喷嘴、配管整体畅通；②施工水分低并 且定量；③没有回弹损失和剥落，具有良好的附着 性；④在各种施工条件下，粘附的施工体均能很好 地熔敷烧结在炉壁上，即具有良好的烧结性等。 在要求使用氧化镁原料的喷补修补料具备的诸 多性能中，本文特别着重烧结性，研究了不同原料引 ４侵蚀试验 ４．１试验方法 为了评估各试样的耐熔蚀性，使用转鼓进行了 旋转侵蚀试验。试验顺序如下： 起的性能差究竟给烧结性带来了什么影响，现报道 如下。 １）配料用万能搅拌机混练１５ｍｉｎ，然后用２５０ｔ 的摩擦压力机，成型为２３０ｍｍ×１１４ｒａｍ Ｘ ７５ｒａｍ的 形状。 ２各种氧化镁原料的组成 本研究所使用的氧化镁原料的组成示于表１。 这些氧化镁原料是天然氧化镁、海水氧化镁、电熔氧 化镁Ａ（ＭｇＯ：９８％）、电熔氧化镁Ｂ（ＭｇＯ：９６％）和 铁结合氧化镁（在海水氧化镁中添加Ｆｅ Ｏ，）。 ２）将成型的喷补料进行切割加工，加热面尺寸 为２３０ｍｍ×５５ｒａｍ，置于转鼓内，之后在背面一侧填 充捣打料。 ３）组装后，将转鼓设置在辊上。 ４）转立乏以６１・．ｒａｉｎ 的转速旋转，同时使用氧气 表３ 渣的化学组成／％ ＋内烷燃烧 ，于ｌ ７５０～ｌ ８００￣（：试验９ｈ（图１、 图２）。 ５）使川表３ ｆ行示的炉渣作为侵蚀剂，试验开始 ６）试验后， ：ｌＪＪＩ】热而的位 切断试样，从 时投入２ｋｇ，铒１ ｌ１【吏换约１ ｋｇ 本试验使用Ｉ，１０ｋｇ 横截面的燃烧器一侧，以３０ｒａｍ的【１ｉＩ ，测定８个位 的侵蚀剂． ．氍，求出了侵蚀｝｝ 勺平均值（图３）。 图ｌ侵蚀试验装置 量 ： ：！！ 竺堂 ： ！ 竺 ： 兰 翌墨！ 竺 图３侵蚀损失和厚度的测量位置 ４．２试验结果及分析 试验后各试样的断阿｝ｌ《ｃ！片永于丧４ 月外，侵 蚀鞋及渗透量的结果求于图４。ｃ一１＇９８址 距燃烧 器一侧１ １０ｍ ｎ的似 出现剥落，昕以 及渗透 图２侵蚀试验装置 量的平均值为１ １Ｏｍｍ以下 ，、１． 、 ｒ— ｛ 一１：＇９８ Ｃ—ｌ ９６ 【 一ｌ１ｊ 一 ｒ 【’ 。 。一… ｌ ＩＩｉ ｊ ｌ 断而 露 ｌ 一一 一 “ 冀 麓 ・３２・ ｛｝：¨｛ 、（ Ｉ）ｌ｛ｌ ： １ １Ｍｌ・ Ａ Ｌ ｇ．２（）Ｉ ７ 、１【ｌＩ ４２ Ｎ【 ｌ４ 蚀试验的结 ，符试样之 的 蚀 和 渗透＿｝ｒ｛＝没有发 大的 圳，但就外姚观察Ｉｌｌ 厶‘，籼 或微粉他川海水瓴化镁原料的（ 一ＳＥ、Ｆ—ＳＥ，淤 和反 层 脱一体化的状态 微粉使川电熔氧化 ５烧结性试验 ５．１ 试验方法 为＿ｒ ｆ＾各试样ｆｔ９烧 性，使川ＭｇＯ一（：砖ｊ１ｆ 埚进 Ｊ 烧结性试验 ．淤使川ｒ 、ｌ 电炉淤（Ｃ／Ｓ＝ 镁 料的●、Ｆ９８、｝、Ｆ９６，『｝Ｉ于 的渗透盯订ｆ｝Ｊ脱的变 色 剥 ｆ 这ｘ１．１ｓ ｝］＿ｌ＝ 伦 １．５）、试验顺序如下： １）他川１钻孑Ｌ装置， １ １４ｎ１１１１ Ｘ ｌ１４ｍｎ１×７５１１１ｎｌ 的ＭｇＯ一（ 砖钻一个ｑ￣６Ｏｍｍ Ｘ ４０ｎｉｎｌ的孔，圳 成Ｍ 一Ｃ他坩埚 ，剥＿｝Ｉｆｉ＝，Ｊ‘阳 ｊ Ｔ ｝ｊ』】这些 平ｉ 一般认为 山 抵化镁原料 ｊ Ａ的反心 之 所 ： ，进行ｒ烧结 ｒ１ 乍的 Ｉ 此，为Ｊ ２） ；ｔｉ０作的ＭｇＯ—Ｃ砖坩埚Ｌ｝ＪＩ投入９０ｇ ｌＩｘ炉 渣， ．粉ｌ｛ｌ于ｌ ５００￣Ｃ烧成３ＩＩ（ ５） ｛２ ３ ｎ ＿一＿一 ３ ５ ＿一 ＿一 ＿一’ ３）烧成后，投入用１７％水分 混合的喷补料 １６０ｇ，ｆ ｌ ４００￣Ｃ烧成２ｈ（ ５） ｌ ｆ１ ４）烧成 ，将试样在Ｉｆ；ｌ『火切断，用 １椭【ｕ子 微 镜（ＳＩ・ Ｍ）ｆＩＪ Ｚｌｊ￣匕．１ｓ量色散ｘ射线光 仪（Ｅ１）ｘ）进行Ｊ 观 察 ．ｒ＿１ ．ｆａｌ （ Ｆ—ＮＡ（、一ＳＥ Ｃ—Ｆ９８ Ｃ—Ｆ９（ ｝＿ 二一一誓＿＿一一．一．一誓．．．一．．一一一 ｌｌ 粉１ｆ Ｉ ５００ｔ’ １ ４００ 图５烧结性试验概要 ５．２试验结果及分析 ｛ｂ１ ＆５ ｆｌＪ＆６是试验后各试样的断巾 ＪｌＩ．搜断【（｛ ０ 喷补料‘＿ｊＪ Ｊ、 层 面部分的ＳＥＭ卡ｌｌ｝ｃ１）ｘ观察 图４侵蚀试验结果 表５ ＣＦ—ＮＡ、Ｃ—ＳＥ、Ｃ—Ｆ９８和Ｃ—Ｆ９６反应粘合试验的结果 （： Ｎ、 Ｉ．＿、 ｔ 一１：９８ ）ｆ］ … 。ｌ 鍪惫≮ ≮ ｌ ’ 塞羹 罐繁 ｊ譬 ｉ 鼍警一 ～ … 目 ： ； 《 ｉ ｊ 鞠 ｉｉ 黔 ～ 嚣鼗 ≤０ｌ 鞭毒 螽 辩 … 一一・ …… ｔ一－一ｔ … 羔 ＊ ¨ ‘ ｍ “ 一＿ …薯 ｇ “‘ 搿∞ …～一誊棼 ～ 一—； ｌ！ｋ … 醢 — 誊赫馨 鏊鬟 √ ＾ Ｍｇ 冈 豳豳 ： 竺ｌ：竺＝：＝＝： ：！一 霹蕊硼 四 曩疆圈豳。ｔ １．ｆｈ ０ １ 像（×Ｉ ５０】 ■日■嘲 强 黼 麓暖 （、：Ｉ 灞 蚕 黧 ｌ【 ａ 瞄。 嘲蕊 囵 圈 第 ８ ｇ第４期 耐火与石灰 表６ Ｃ—ＩＢ、Ｆ—ＳＥ、Ｆ—Ｆ９８和Ｆ—Ｆ９６反应粘合试验的结果 （：一ｌＢ ｝、一 Ｅ ｛， 一 … ．３３． Ｆ—Ｆ９８ …｛● ＊ Ｆ—Ｆ９６ ＿ ＿＿‘＿目－＿Ｅ＿＿目 ＿－●＿－… ●＿＿－＿＿－ ＿＿＿№‘＿＿ ＿＿＿ 自～断面 羹 积豳 ÷ 豳 圈 ： ｜【目■■■一ｌ＿日＿＿＿＿Ｅ————－－－国 －－—ａ ： ｌ ｍ ㈤２’凰 露 ｌ ｉ 銎 量 圈８ 豳 一 露 ｌｌ 圜蚕 圉 獭粒的ＳＥＭ （ｃ一１Ｂ： ×１５０）ｔ：１Ｉ琏质（●’ＳＥ、 ｌＩ 目＿ ＩＩ嘣圈。 — ． 豳 一 誓Ｉ ！ 豳 娜 圈 圈 目圈 ｌ 礴一 Ｅ—豳 ＿Ⅲ 譬 爵 ｉ。＿—— ＿－—— ＿ 一 — …—— 一 ｉ ｌ 一 ＿ Ｅ Ｆ’Ｆ９８、 ’一Ｉ ９６：×３００） 一 謦 雹魍ｌ 曩 ＿ 曩 囊 Ｍｇ Ｕ Ｉ＿ 一 ｅ■■一 Ｍｇ 蟹 一 鼙Ｉ一＿ ｌ■■＿ … Ｍｇ Ｈ － Ｉ ｌ琏质的ＳＥＭ 像（Ｘ Ｉ ５０ 或×３００） Ｃａ Ｌａ Ｃａ Ｃａ 从表５、表６可知，与使用其他粗粒原料的试样 —ＮＡ的颗粒同样受到渣的渗透，但空隙却很多。也 就是说推测从海水氧化镁原料和铁结合氧化镁原料 相比，粗颗粒使用海水氧化镁的Ｃ—ＳＥ和使用铁结 合氧化镁原料的Ｃ—ＩＢ，形成空隙少，结构致密。进 溶出的硼促进了炉渣结合。由于炉渣渗透，颗粒变 成好像基质那样的结构，颗粒和基质的界面模糊，不 易受温差导致的膨胀和收缩的影响。 而从颗粒部分放大的ＳＥＭ图像来看，Ｃ—ＳＥ和Ｃ—ＩＢ 的颗粒因为有渣渗透，所以结构发生变化，呈现的状 态好像是小颗粒的集合体。这种状态在粗颗粒使用 天然氧化镁原料的ＣＦ—ＮＡ中也可见到，但在粗颗 粒使用电熔氧化镁原料的Ｃ—Ｆ９８、Ｃ—Ｆ９６中没有发 现。另外，Ｃ—Ｆ９８和Ｃ—Ｆ９６的颗粒与基质问的界面 ６ 结语 在使用不同种类氧化镁原料的喷补料中，原料 使用海水氧化镁（包括铁结合氧化镁原料）的喷补 料，经过确认得知其与炉渣具有很高的烧结性。推 测其原因是，炉渣渗透到海水氧化镁原料时，作为杂 质存在的硼也同时溶出，含有硼的炉渣与骨料形成 炉渣结合而变成一体化。在使用粗颗粒和微粉的试 样中也发现了该现象。另外炉渣渗透到颗粒中，颗 粒结构发生变化，确认得知颗粒与基质问的界面是 模糊不清的。 魏 博编译 非常清晰，但Ｃ—ＳＥ和ｃ—ＩＢ的颗粒呈现的结构好 像是基质，界面模糊。在置换了微粉的试样中，也同 样出现这种倾向。 试样Ｃ—ＳＥ、Ｃ—ＩＢ、Ｆ—ＳＥ，其结构更加致密，其 原因一般认为是当海水氧化镁原料和铁结合氧化镁 原料的颗粒渗透到渣中时，作为杂质存在于原料中 的硼也同时溶出，含硼的炉渣形成颗粒以及基质和 炉渣结合。渗透进来的炉渣填满了试样的空隙，通 过炉渣结合在耐火材料一炉渣界面形成很强的网络 而一体化，所以Ｃ—ＳＥ、Ｃ—ＩＢ、Ｆ—ＳＥ形成空隙少，结 构致密。关于这一点，与ＣＦ—ＮＡ比较就可证明，ＣＦ 王守权 校 收稿日期：２０Ｉ７—０Ｉ一０５
