RH炉用刚玉砖

耐火材料中的刚玉砖也是主要的一员，对其的了解是不是不多呢？ 上一篇我们学习了碳化硅的内容，这里来了解一下刚玉砖的内容。

RH真空脱气炉最初只是作为脱气装置，当时的耐火材料内衬主要采用粘土砖高铝砖。现在，RH炉功能已经扩展了到了吹氧和喷粉，内衬耐火材料的适用条件变得更为苛刻，因此选用高级耐火材料。特别是随着高级特种钢的产量增加，正在大力推广增大环流量，大量吹入气体的方法，以进行超低碳钢的稳定生产和高速处理。加大环流量使耐火材料内衬磨损增加；增加冷风吹入量造成了高温剥落；钢包熔渣吸入量增加又加大了结构剥落和侵蚀，所有这些因素都将导致内衬材料的损毁加剧。因此，现在的RH/RH-OB内衬以直接结合刚玉砖为主流，而在RH/RH-OB内衬吹氧口周围使用半结合或再结合刚玉砖，一部分使用镁碳砖。

用于RH装置顶部和上部槽内的耐火材料，由于不与钢水和熔渣直接接触，与下部相比一般损毁都较少。中间部分由于接触钢水和熔渣侵蚀或者由于高温剥落，使耐火内衬遭到损毁。下部槽包括浸渍管的耐火内衬是RH装置的高腐蚀区，它往往决定着RH炉的使用寿命，因此下部槽的内衬应选用高温烧成直接结合刚玉砖。炉身下部损伤最严重的部位是环流管，因为衬里的结构限制了它的厚度，而且复杂形状的耐火制品还需经两次加热，所以没有一种耐火材料有足够的使用寿命。此外，在RH-OB炉中，OB对耐火材料的使用也有重要的影响，在采用上部喷枪法时，耐材受到吹入的氧气与钢水中铁元素生成的氧化物及高温反应气体侵蚀，尤其是生成氧化物会迅速地侵蚀耐火材料工作面，因此需选用Cr2O3含量高的MgO-Cr2O3砖才会有较高的使用寿命，而暴露在高温气体下部选用Cr2O3含量低的MgO-Cr2O3砖会有较好综合使用性能。

1．RH炉用刚玉砖

高温烧成的刚玉砖系耐火材料(如直接结合、再结合、半再结合刚玉砖)由于具有抗低碱度渣蚀能力强的优点，已经广泛应用于精炼炉衬上。镁铬系砖有许多不同的品种，砖的生产工艺、组织结构、性能差异也很大。镁铬系砖按按Cr2O3含量可分为刚玉砖(Cr2O3含量为5~20%)、铬镁砖(Cr2O3含量为20~35%)和铬砖(Cr2O3含量为大于35%)，按生产工艺分为烧结砖和熔铸砖等。

由于刚玉砖的品种非常繁多，有文献对其进行了归类总结：

(1)不烧刚玉砖(或称化学结合镁铬)。化学结合不烧刚玉砖，一般采用镁砂与铬矿为制砖原料，以聚磷酸钠或六偏磷酸钠或水玻璃为结合剂压制的刚玉砖。不需高温烧成，只经200℃左右温度烘烤。由于未经高温烧成，镁砂会发生水化，不能长期存放。

(1)硅酸盐结合刚玉砖(普通烧成刚玉砖)。这种砖是由杂质(SiO2与CaO)含量较高的普铬矿与制砖镁砂制做成，烧成温度在1550℃左右。结构特点是：耐火物晶粒之间是由硅酸盐结合的，显气孔率较高，抗炉渣侵蚀性较差，高温体积稳定性差。

(2)熔铸镁铬制品砖。采用镁砂、铬矿为主要原料，加入少量添加剂，经混合、压坯与素烧，破碎成块，进电弧炉熔融，再注入模内、退火，生产成母砖，母砖经切、磨等冷加工制成各种特定形状的制品。熔铸刚玉砖的结构特点是成分分布均匀，耐火物晶粒之间主要为直接接触，硅酸盐以孤岛状存在，砖抗熔体熔蚀、渗透与冲刷特别好，但热震稳定性差。

(3)共烧结刚玉砖(又称全合成镁铬)。用百分之百的烧结合成镁铬砂为制砖原料，再经过高温烧成所生产的刚玉砖就是共烧结镁铬。其特点是抗侵蚀性好，高温体积稳定性好等。

(4)直接结合刚玉砖。直接结合镁铬耐火材料是由杂质含量低的铬精矿与较纯镁砂制作，烧成温度在1700℃以上。其结构特点是：耐火物晶粒之间多呈直接接触，砖中方镁石(固溶体)-方镁石(固溶体)与方镁石(固溶体)-尖晶石(固溶体)的直接结合程度高，因此其高温性能、抗炉渣侵蚀性好，高温体积稳定性都较普通刚玉砖好。

(5)熔粒再结合刚玉砖(电溶再结合镁铬)。用电熔方法使镁砂与铬矿(轻烧镁粉或菱镁石与铬矿)充分均匀地反应，合成结构更理想的方镁石固溶体和尖晶石固溶体镁铬原料，再结合刚玉砖就是用此原料制砖称为熔粒再结合刚玉砖。由于制砖原料较纯，都需要在1750℃以上高温或超高温下烧成。其显微结构特征是尖晶石等组元分布均匀、气孔率低、耐火物晶粒之间为直接接触、耐压强度高、抗侵蚀性好、高温强度高等，但缺点是热震稳定性较差。

(6)半再结合刚玉砖。以人工合成原料做颗粒，以铬精矿与镁砂为细粉的刚玉砖都应称为半再结合刚玉砖。国内将由电熔镁铬料作颗粒，而以共烧结料为细粉或以铬精矿与镁砂粉为混合细粉，制作的刚玉砖都称为半再结合刚玉砖。其烧成温度在1700℃以上，砖内耐火物晶粒之间也是以直接结合为主，优点是抗热震性较好，抗侵蚀、抗冲刷也不错。

(7)预反应刚玉砖。将镁砂(轻烧镁粉)与铬矿共磨压坯在窑内烧成，用合成的镁铬砂作为原料再制砖，形成“预反应刚玉砖”。预反应刚玉砖属硅酸盐结合刚玉砖的改进型。

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