高铝透气砖在钢包脱气法用耐火材料中的重要地位,钢包脱气法就是把盛有钢水的钢包加盖后抽成真空、或者置于真空室内进行脱气。为了加快脱气速度,应采用氩气或电磁搅拌,必要时也可以添加合金料,以调整钢水成分。
上图为吹氩搅拌钢包脱气装置示意图。该装置主要设备如下:1)真空室,由能容纳钢包的本体和上盖组成。上盖和本体的底部衬里,采泪炒土砖砌筑,其它部位则不用耐火材料;2)抽排气系统和合金料添加设备;3)钢包,与普通钢包相比,侧壁高40~50%,以便于钢水的搅拌,同时在包底安装有透气砖和吹氩管。
在进行脱气操作时,先将盛有钢水的钢包置于真空室内并加盖,然后抽真空到规定的压力时,边抽真空边吹氩气搅拌,即可进行脱气。为了调节成分,可加入必要的合金料并用氩气继续搅拌几分钟。整个脱气处理时间为15~20分钟。
钢包脱气法所用的钢包,一般采用粘土砖或高铝砖砌筑,有时渣线部位也用碱性砖,其寿命比普通钢包低一些。
钢包吹氩有三种方式,即从包底、包璧下部和包口吹进氩气。前两种方式需用透气砖,后一种方式则用吹氩管,其构造型式与塞棒类似。
上图为透气砖形状和安装示意图。透气砖一般呈圆台状,大头底部及周围用薄铁板包裹,中间焊有钢管通氩气。透气砖插在座砖内,图4a所示为直接固定,图b所示则有托砖、并用卡口式固定键固定。安装时,透气砖圆周表面涂抹10毫米厚的高铝质泥浆或锆质泥浆,然后迅速插进座砖内,使之密封严实。透气砖小头表面应尽量与包底衬砖工作面平齐。如座砖用过蚀损较多时,安装完透气砖再用耐火捣打料打结一层,使二者工作面平齐,以延长使用寿命。
上表为国内外精炼用透气砖的性能。透气砖一般 是 采用高铝质原料制成的,也有用镁铬质或镁质原料的。该砖骨料一般呈球形颗粒状,以减小气孔阳力而增大透气度。透气砖的特点是透气度大,而且耐高温、抗侵蚀和耐热冲击。
在使用过程中,透气砖的损毁主要是熔蚀,其熔损量与吹氩时间、次数和钢水温度等因素有关。一般情况下,透气砖的使用寿命为10~20次,最高可达40次。
吹氩管用的枪头砖,一般采用35%的鳞片状石墨和65%的氧化铝经混练后,用等静压机成型的,袖砖则用Al2O3含量为70%的高铝砖,其使用寿命为20次左右;苏联用MgO含量为96%的镁质原料制造枪头砖和袖砖,耐压强度一般为173~255公斤/厘米3,组装成吹氩管喷枪,使用寿命为4~6次。用莫来石刚玉砖组装吹氟管喷枪,使用寿命为13~15次;我国采用高铝料制作吹氩管抢头透气砖,平均使用寿命为5次,最高为9次。
另外,真空钢流脱气法应用也比较多,其中倒包脱气(即 SLD法)用的铸口砖损毁较快,应当用高铝质原料制作;还有合成渣洗加吹氩搅拌,也有脱气作用。这些装置所用的耐火材料及其使用情况,与前述装置的使用情况基本类似。
总之,本次叙述了各种脱气精炼装置用的耐火材料及其使用寿命。同时也看到,由于钢水在钢包内停留时间长、添加合金料和吹氩搅拌等,致使钢包衬砖寿命有所降低。有关钢包用耐火材料,将在以后的文章中慢慢叙述。