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我国镁钙耐火材料的发展历史进程
来源: | 作者:本站 | 发布时间: 2020-07-01 | 2780 次浏览 | 分享到:
    20世纪70年代中期,我国首次成功开发了合成镁钙耐火原料及其制品。到70年代末,多个地方建成了具有不同工艺特点的合成镁钙耐火原料及其制品的生产线,开始大批量生产合成镁钙耐火原料和镁钙耐火材料制品,主要用作钢厂的转炉炉衬材料。新的镁钙耐火材料制品使转炉的炉衬寿命普遍得到明显提高。

    20世纪70年代中期,洛阳耐火材料研究院与山东某镁矿合作,以山东镁矿出产的天然菱镁石和山东淄博出产的优质石灰石为原料,采用二步煅烧工艺,率先在我国研制成功了合成镁白云石砂。该镁白云石砂的颗粒体积密度为3.31g·cm-3,主要化学组成为:w(MgO)=75.10%,w(CaO2)=1.31%,w(Fe2O3)=1.06%,w(SiO2)=1.68%,w(Al2O3)=0.45%,w(灼减)=0.23%。其显微结构特征为:主晶相方镁石形成连续基质,次晶相方钙石呈孤岛状分布于方镁石基质中,少量的杂质相C3S和C4AF呈不规则状分布于方镁石和方钙石晶间。这种方镁石包裹方钙石的组织结构,使得合成镁白云石砂具有良好的抗侵蚀性和抗水化性能。以这种合成镁白云石砂为原料,以中温沥青作结合剂,采用振动成型的方法制成的沥青结合镁白云石大砖,在山东济钢13t氧气顶吹转炉上使用,炉龄达到1601炉;在首钢30t氧气顶吹转炉上使用,炉龄达到1616次。制成的烧成油浸镁白云石砖在山东济钢13t氧气顶吹转炉上使用,炉龄达到3765炉。



    1978年,洛阳耐火材料研究院与天津某耐火材料厂合作,以辽宁大石桥天然菱镁石和河北玉田白云石为原料,采用湿法-二步煅烧工艺成功试制出合成镁白云石砂。其工艺过程为:将天然菱镁石和白云石轻烧后配料,加水消化,用水碾机碾碎,再入球磨机湿磨,得到的料浆经板框压滤机压滤成料饼,经链式干燥机干燥后,在摩擦压砖机上压成荒坯,干燥后于1580-1600℃煅烧。制得的镁白云石砂体积密度为2.9-3.1g·cm-3,主要化学组成为:w(MgO)=78.95%,w(CaO)=18.16-18.28%,w(SiO2)=0.9-1.1%,w(Al2O3)=0.47-0.50%,w(Fe2O3)=1.47-1.59%,w(灼减)=0.34-0.50%。用此原料制成的烧成油浸镁白云石砖,在首钢30t氧气顶吹转炉上使用,炉龄达到2868次。

    20世纪80年代初,我国开始建设上海宝钢。当时宝钢的300t转炉是从日本新日铁公司引进的,炉衬材料是日本黑崎窑业株式会社生产的烧成油浸镁白云石砖。为了实现宝钢300t转炉用耐火材料的国产化,在上海第二耐火材料厂配套建设了炉衬车间,为宝钢300t转炉生产烧成油浸镁白云石衬砖。所用原料为高纯合成镁白云石砂和高纯镁砂,其中高纯合成镁白云石砂由山东镁矿生产。为此,由国家投资对山东镁矿的原合成镁白云石砂生产线进行大规模的扩建改造:新建一处年处理菱镁石原矿5万t的浮选厂,对天然菱镁石进行浮选提纯;新建镁精矿轻烧生产车间和改造高温隧道窑等工程。改扩建工程于1986年9月竣工并投入生产,生产能力为年产高纯度合成镁白云石砂1.3万t,使山东镁矿成为当时国内最大的合成镁钙耐火原料生产企业。生产的高纯合成镁白云石砂的体积密度达到了3.32g·cm-3,主要化学组成为:w(MgO)=75.59%,w(CaO)=21.64%,w(SiO2)=0.53%,w(Fe2O3)=1.12%,w(Al2O3)=0.41%,w(灼减)=0.55%。以山东镁矿生产的高纯合成镁白云石砂为主要原料,由上海第二耐火材料厂制成的烧成油浸镁白云石砖,于1987年开始在宝钢300t大型转炉上使用,逐步取代日本黑崎产品,到1989年,炉龄达到1105炉,超过了日本黑崎同类产品的使用寿命(1030炉)。

    “八五”期间(1991-1995年),为了促进我国合成镁钙耐火材料行业的进一步发展,增加我国炼钢转炉用耐火材料的品种,我国对镁钙耐火材料的生产、研发、技术进行了科技攻关。主要内容包括:进一步提高合成镁钙耐火材料的纯度、烧结质量和抗水化性能;在工业生产条件下,采用二步煅烧工艺生产出w(MgO+CaO)≥97.5%,体积密度≥3.35g·cm-3的优质合成镁钙砂。

    1999年,山西某耐火材料公司将闲置的耐火材料生产线改造成为烧成镁钙砖生产线,为太钢生产AOD炉用烧成镁钙砖。该生产线于1999年底建成,并投入试生产,原料采用山东的合成镁白云石砂。从2000年开始,该公司生产的烧成镁钙砖陆续应用到太钢的AOD炉上,取得了良好的使用效果。炉龄逐年提高,2005年太钢45tAOD炉平均炉龄达到160炉,最高炉龄达到187炉。而20世纪太钢AOD炉的平均寿命仅为45炉,最高炉龄也只有60炉,还不到目前炉龄的一半。

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