鐵水包用澆注料

鐵水預(yù)處理技術(shù)從以下的三方面得到進(jìn)展：

(1)從脫琉到脫硅、脫磷、處理對(duì)象擴(kuò)大;

(2)以現(xiàn)在的設(shè)備(出鐵溝、鐵水罐、混鐵車)開發(fā)鐵水處理技術(shù);

(3)附加專用設(shè)備的鐵水處理技術(shù)的開發(fā)。

鐵水預(yù)處理是從脫硫開始的，當(dāng)時(shí)，把純堿投入到出鐵溝或是鐵水罐中，在鐵水的自然攪拌下脫硫反應(yīng)十分充分，但從提高脫硫率和作業(yè)效率方面看，鐵水的強(qiáng)烈攪拌變得很必要，通過組合各種攪拌方式并以現(xiàn)在的設(shè)備或是新設(shè)專用設(shè)備為對(duì)象，誕生了各種脫硫方式。表1為新的脫硫法的代表實(shí)例。

有關(guān)爐外脫硫的方法，以往通過滾筒爐的高磷生鐵的CaO脫硫方式，于20世紀(jì)30年代在Sturzelburg進(jìn)行 了采用，二戰(zhàn)結(jié)束后，這種方法一部分好像進(jìn)行了應(yīng)用。戰(zhàn)后最初正式的強(qiáng)烈攪拌型方式：大概是通過石墨質(zhì)噴槍、用N2向鐵水罐內(nèi)噴吹N2氣的攪拌法(圖1)，接著，從鐵水罐底部用塞棒進(jìn)行氣體攪拌的GAZAL法同樣的得到了普及。總而言之，攪拌用氣體噴吹的耐火材料左右著其工藝的成功與否，之后，出現(xiàn)了許多的脫琉的工藝方法，見表1。

除以上方法之外，在20世紀(jì)70年代所開發(fā)的脫硫工藝中，作為耐火材料中有意義的裝罝是虹吸鐵水罐法、電磁輸送槽法等。

從1970年前后開始使用混鐵車脫硫處理方式，這是從噴槍里用N2氣把CaC2等脫硫劑進(jìn)行噴吹的方法，日本、西德等國家迅速普及開來，其結(jié)果如示例那樣，招致了內(nèi)襯壽命的縮短。

進(jìn)入20世紀(jì)80年代之后，鐵水處理的內(nèi)容擴(kuò)大到脫硅、脫磷，借助出鐵溝、混鐵車或是新的專用設(shè)備以及這些設(shè)備的相互組合，誕生了各種鐵水預(yù)處理工藝，表2為1990年前后日本各公司的設(shè)備狀況，圖2為新日鐵、君津煉鐵廠的工藝過程實(shí)例。

無論是專用設(shè)備還是以往的設(shè)備，對(duì)其耐火材料的影響因素大致分為：

(1) 強(qiáng)烈攪拌鐵水流體的作用;

(2) 熱沖擊下脫落;

(3) 和處理劑之間相互作用。

對(duì)于(1)來講，所確認(rèn)的是鐵水對(duì)耐火材料接縫處、龜裂發(fā)生部位的浸蝕影響較大，特別是用不定形耐火材料的情況下，要重視內(nèi)襯、噴槍等的攪拌用材質(zhì)的龜裂發(fā)生。也就是說，熱容積穩(wěn)定性和下面章節(jié)所論述的抗蠕變特性的重要之所在。另外，有關(guān)鐵水的化學(xué)反應(yīng)，研究了混鐵車用耐火材料內(nèi)襯的問題對(duì)于鐵水中C的還原，至少在常溫下是可以忽視的。另外，有來自于含碳類耐火材料的C以及SiC在鐵水中析出的可能性，由于所形成的SiO2保護(hù)膜等的效果而被防止，也不需要給予特別的重視。

(AI2O3+ SiO2)+2[C]→(Al2O3)+[Si] +2CO

關(guān)于(2)的問題，在鐵水和渣等浸蝕部位的結(jié)構(gòu)脫落的情況下具有很大的影響，例如，Al2O3-SiO2系混鐵車內(nèi)襯的情況下，Al2O3含量在60%以上時(shí)，有報(bào)告指出渣浸蝕部位的結(jié)構(gòu)脫落現(xiàn)象增大。

處理劑的影響問題經(jīng)過許多的研究而得到了確定，處理劑的主要物質(zhì)用化學(xué)式表示為：

(1) 脫硫用：CaC2，Na2CO3，CaO，Mg;

(2) 脫硅用：Fe2Q3;

(3)脫磷用：CaO，CaCl2，CaF2，NaCO3。

至20世紀(jì)70年代為止，脫硫劑的主要物質(zhì)是CaO2，這種脫硫劑對(duì)耐火材料的侵蝕性弱，長時(shí)間和耐火材料接觸時(shí)，還原耐火材料中的SiO2而使組織產(chǎn)生變化，同時(shí)由于生成的CaO而接受助熔劑的作用，這一點(diǎn)得到確認(rèn)。其結(jié)果是從黏土耐火磚向SiO2含量極少的高鋁耐火磚材質(zhì)轉(zhuǎn)變。CaC2在石油危機(jī)之后使用量減少，CaO代替了CaC2。

Na2CO3具有下面的脫硅作用，已經(jīng)通過在混鐵爐內(nèi)行為調(diào)査得到了證實(shí)。

(Na2CO3)+ [Si]→(Na2O·SiO3)+ [C]

生成的Na2O-SiO2類物質(zhì)增大了渣的侵蝕性。

1980年以后，在考慮Na2CO3、CaO、Fe2O3、CaF2等對(duì)鐵水預(yù)處理用耐火材料侵蝕性高的處理劑的穩(wěn)定性的基礎(chǔ)之上，由于強(qiáng)烈攪拌作用下的渣、處理劑、鐵水的流動(dòng)速度不能忽視。從20世紀(jì)50年代所開始的冷模擬研究對(duì)耐火材料表面的(一般是反應(yīng)變質(zhì)層)的損耗(熔損、摩擦損耗)問題整理為下面的公式：

式中，dn/dt為損耗速度;k為常數(shù);u為渣、處埋劑的速度。

鐵水預(yù)處理用耐火材料，需要以上各種材質(zhì)的綜合調(diào)整，1980年之后耐火材料的中心材質(zhì)變?yōu)锳I2O3-SiC-C系，這種成分系(或是其相似類)從現(xiàn)狀的使用條件、制造技術(shù)、經(jīng)濟(jì)性上，可以說是