高鋁透氣磚在鋼包脫氣法用耐火材料中的重要地位,鋼包脫氣法就是把盛有鋼水的鋼包加蓋后抽成真空、或者置于真空室內進行脫氣。為了加快脫氣速度,應采用氬氣或電磁攪拌,必要時也可以添加合金料,以調整鋼水成分。
上圖為吹氬攪拌鋼包脫氣裝置示意圖。該裝置主要設備如下:1)真空室,由能容納鋼包的本體和上蓋組成。上蓋和本體的底部襯里,采淚炒土磚砌筑,其它部位則不用耐火材料;2)抽排氣系統和合金料添加設備;3)鋼包,與普通鋼包相比,側壁高40~50%,以便于鋼水的攪拌,同時在包底安裝有透氣磚和吹氬管。
在進行脫氣操作時,先將盛有鋼水的鋼包置于真空室內并加蓋,然后抽真空到規定的壓力時,邊抽真空邊吹氬氣攪拌,即可進行脫氣。為了調節成分,可加入必要的合金料并用氬氣繼續攪拌幾分鐘。整個脫氣處理時間為15~20分鐘。
鋼包脫氣法所用的鋼包,一般采用粘土磚或高鋁磚砌筑,有時渣線部位也用堿性磚,其壽命比普通鋼包低一些。
鋼包吹氬有三種方式,即從包底、包璧下部和包口吹進氬氣。前兩種方式需用透氣磚,后一種方式則用吹氬管,其構造型式與塞棒類似。
上圖為透氣磚形狀和安裝示意圖。透氣磚一般呈圓臺狀,大頭底部及周圍用薄鐵板包裹,中間焊有鋼管通氬氣。透氣磚插在座磚內,圖4a所示為直接固定,圖b所示則有托磚、并用卡口式固定鍵固定。安裝時,透氣磚圓周表面涂抹10毫米厚的高鋁質泥漿或鋯質泥漿,然后迅速插進座磚內,使之密封嚴實。透氣磚小頭表面應盡量與包底襯磚工作面平齊。如座磚用過蝕損較多時,安裝完透氣磚再用耐火搗打料打結一層,使二者工作面平齊,以延長使用壽命。
上表為國內外精煉用透氣磚的性能。透氣磚一般 是 采用高鋁質原料制成的,也有用鎂鉻質或鎂質原料的。該磚骨料一般呈球形顆粒狀,以減小氣孔陽力而增大透氣度。透氣磚的特點是透氣度大,而且耐高溫、抗侵蝕和耐熱沖擊。
在使用過程中,透氣磚的損毀主要是熔蝕,其熔損量與吹氬時間、次數和鋼水溫度等因素有關。一般情況下,透氣磚的使用壽命為10~20次,最高可達40次。
吹氬管用的槍頭磚,一般采用35%的鱗片狀石墨和65%的氧化鋁經混練后,用等靜壓機成型的,袖磚則用Al2O3含量為70%的高鋁磚,其使用壽命為20次左右;蘇聯用MgO含量為96%的鎂質原料制造槍頭磚和袖磚,耐壓強度一般為173~255公斤/厘米3,組裝成吹氬管噴槍,使用壽命為4~6次。用莫來石剛玉磚組裝吹氟管噴槍,使用壽命為13~15次;我國采用高鋁料制作吹氬管搶頭透氣磚,平均使用壽命為5次,最高為9次。
另外,真空鋼流脫氣法應用也比較多,其中倒包脫氣(即 SLD法)用的鑄口磚損毀較快,應當用高鋁質原料制作;還有合成渣洗加吹氬攪拌,也有脫氣作用。這些裝置所用的耐火材料及其使用情況,與前述裝置的使用情況基本類似。
總之,本次敘述了各種脫氣精煉裝置用的耐火材料及其使用壽命。同時也看到,由于鋼水在鋼包內停留時間長、添加合金料和吹氬攪拌等,致使鋼包襯磚壽命有所降低。有關鋼包用耐火材料,將在以后的文章中慢慢敘述。