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无酚镁碳/铝镁碳钢包内衬耐材
来源：世展网
分类：冶金行业资讯
2023-08-15 10:04
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Phenol-Free Magnesia Carbon/Alumina Magnesia Carbon Refractories for Ladle Lining
无酚镁碳/铝镁碳钢包内衬耐材
钢包耐火衬里的热运行与气体排放
钢包的耐火材料工作衬里由树脂粘结砖组成，是最常见和消耗的耐火材料，在炼钢厂准备受钢前需要预热到1000 – 1200℃。树脂粘结砖在200-250°C干燥后硬化并消除挥发物和水分后销售供应，但树脂的一些剩余成分会在预热时燃烧并释放出一些气体。挑战更好的工作场所和环境
尽管设计一种更好、更环保的耐火砖来取代树脂粘合砖的挑战在15年前就开始了，并且已经引入了几种技术，但新技术尚未在全球范围内被行业采用，也许是因为新技术不如树脂粘合产品好，需求也没有那么强烈，不足以弥补改变耐火技术的缺点。耐火材料制造商一直在努力推动重大的技术变革，除非他们的钢铁制造商客户有强有力的合作。在这样的背景下，两家钢铁厂要求新的耐火材料系统，以改善工作场所和周围环境，这是一个非常难得的机会和机会，可以开发一种替代树脂粘合的新技术。现有技术和过去的挑战
许多公司和研究人员试图找到或开发一种更好的酚醛树脂粘合剂，甚至进行了一些试验。硅溶胶、糖粘合剂、磷酸盐和纳米碳溶液被考虑过，并且在整体产品中取得了一定的成功，但它们在炼钢用含碳砖中还没有成功。目前唯一被采用并商业化的技术是450℃左右的高温回火耐火砖，但由于成本高、清洁度不完善、强度损失等缺点，该技术也没有成功推广。在某钢厂的对比中，将基于高温回火技术的产品与本文介绍的一种新开发的粘接系统进行了对比，得出了新开发的粘接技术比其他环保产品性能更好，相当于树脂粘接产品的结论，见表5所示对比。新型键合系统
为了找到一种替代酚醛树脂的新粘结体系，基于三个先决条件来搜寻各种粘结剂：生态友好(气味，危险性)，对原有耐火材料的性能用途不利的化学成分杂质最小化，以及在300至1200℃之间的粘结(尽管酚醛树脂是有机粘结，但在此温度范围内烧制耐火颗粒后树脂中仍然保持有剩余的纤维碳)。结果表明，凝结取向离子键粘结剂(COIBA)可能是最适合进一步研究的键合体系。COIBA粘结剂基于微反应陶瓷颗粒分散于水中的理论，用少量添加剂离子控制，无危险化学物质或严重气味，具有适合制造砖的粘度，可通过300 – 1200℃的中温进行理论粘结。新型粘结体系在未烧制镁碳砖上的应用
虽然从环保的角度来看，新型粘结剂更加清洁和可取，但除非使用新型粘结剂的耐火砖产品具有相同的性能和具有实用性，否则它无法商业化。第一步是对新粘结剂进行改性制砖，并调整粘结剂的粘度和密度以适应生产工艺。由于水性粘结剂的热性能与酚醛树脂不同，通过反复试验对温度控制和热行为过程控制进行了改进。此外，根据经验，粘合剂的合适粘度和密度可能因像搅拌机和压力机生产设备而异。物理性能用来确定粘合剂是否合适的技术指标，并将得到的粘合剂性能范围应用于生产过程。经过多次尝试，即使在合适的粘结剂条件下，砖的物理性能也与传统的树脂粘结砖相当，但需要更灵敏的温度控制。主要是从水和液态酚醛树脂在密度、粘度、流动性、蒸发特性和沸腾温度等方面的差异来考虑的。在制造砖块的试验中得出结论，如果工厂能够像测试条件那样控制，则粘合剂可以用于正常的批量生产。并与树脂粘结砖进行了进一步的性能测试和比较，以评估树脂粘结砖在某钢厂的实际使用性能。新技术应用的成果
为了将中试转变为实际的钢包应用，应利用大规模生产设施，而不是实验室小批量试验。特别是，一种基于水的新型粘合剂具有更强的流动性和更低的沸点，其粘度随温度的变化比树脂更敏感，并且需要更细致的工艺来保持生产在合适的制造条件下。但总体控制是可行的，试点测试也没有太大问题。为了进行比较，一半是用树脂粘合砖砌筑的，另一半是用新产品砌筑的。选择了两种不同的钢厂，一种是高寿命钢包，另一种是低寿命钢包。正如预期的那样，两家钢厂的性能差异很小，无酚砖的服役是可以接受的。改进评估
由于本项目的初衷是保持工作场所空气更清洁，减少耐火衬里的气体排放，因此尝试对空气进行评估，但没有明确区分差异。经6小时预热后在1 m距离处采集空气样品，装入透明袋，进行气相色谱法分析。见图9所示。奇怪的是，尽管人们可以用鼻子检测到显著的差异，气体样本没有显示出显著的差异。当工厂普通空气中的其他成分更普遍时，分析可能会失去对引起气味或危害的所需成分的关注。正如分析专家所解释的那样，甚至当分析目标仅限于特定成分时，类似成分的稍微不同的格式或不同的结构可能使分析不准确。图10是气相分析结果。下一步的课题
为了使这项技术更普遍并在整个行业广泛传播使用，该技术可能需要更容易应用于制造业，产品可能需要更好的性能，并且该技术的优势—显著减少排放和气味—应该能够更容易和清晰地进行检测，这三个方向的研究和开发正在进行中。结论
开发了一种新的粘接系统，以取代传统的树脂粘接系统，提供更环保的产品。耐火砖产品的工业应用前景是相同的，但在许多方面有所不同：不仅是在高温下的气体排放，而且由于化学成分略有不同，物理特性也有所不同。由于水对树脂的热行为不同，水性粘合剂在制造耐火砖产品时需要更仔细的工艺，但它是可行的，不需要大规模改变生产设施或巨额投资。从产品制造到交付给用户，砖产品的性能变化小于5%，是许多客户可以接受的。一些用户报告了与典型树脂产品相同的性能，而其他用户则要求根据使用条件略微提高性能。每个用户都对一个完全没有酚类气味的工作场所感到满意。随着进一步的发展，这种技术可能会更广泛地传播，以改善工作环境和邻里环境。表11是优缺点对比信息。表11 新型粘结剂和酚醛树脂的正反两面
参考文献
1. “Historical Overview of Refractory Technology in the Steel Industry,” Nippon Steel Technical Report No. 98, July 2008.作者
Seungseok Choi：Director, International Sales, Wonjin Worldwide, Kyungnam Yangsan-si Sanmakgongdan, South Korea唐杰民2023年7月上旬在安徽黄山屯溪翻译自某国《钢铁技术》今年7月期刊，水平有限，对镁碳砖制造工艺不了解，文中有不妥不对之处请各位看官原谅，并给予指正。
电话：13248139830(门票）
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