高溫過濾器材質(zhì)的選擇與應(yīng)用效果-耐火材料行業(yè)知識-耐火磚高鋁磚剛玉磚澆注料河南耐火材料廠-宏泰耐材

過濾器處于特殊條件下工作，對材質(zhì)的選擇與要求如下：(1) 在與鋼水長時間接觸過程中，過濾器能承受熱應(yīng)力和機(jī)械應(yīng)力的作用;(2) 能抵抗鋼水和熔渣的侵蝕而不發(fā)生化學(xué)反應(yīng);(3)既能有效去除夾雜物，又沒有過大的妨礙鋼水流通的阻力。由于過濾器能去除夾雜物、純潔銅水、減少水口堵塞、避免水口堵塞,生產(chǎn)成本較低等優(yōu)點(diǎn)，因此近年來發(fā)展較快，采用泡沫陶瓷過濾器用量居多。

80年代用于高溫合金鋼和不銹鋼的過濾，其外型與海綿相似的泡沫陶瓷過濾器，已從最初的Al2O3質(zhì)發(fā)展為奠來石(3Al203 ? 2SiO2)、氧化鋯(ZrO2 97%)、ZrO2-Al203質(zhì)、SiC質(zhì)、CaO質(zhì)和堇青石等。

曰本主要使用ZrO2、Al2O3、CaO和3AI203 ? 2Si02等材質(zhì)的過濾器。新日鐵(株)采用Zr02過濾器(ZrO297%，線膨脹系數(shù)9.03×10-6K-1，處理不銹鋼，夾雜物降低15%。

美國研制一種由Al2O3質(zhì)的過濾器帶有厚度為大于IOOrnm的氧化硅涂層。將兩種情況的過濾器作對比，不帶涂層者僅過濾11.3kg鋼，帶有涂層的過濾器過濾了76.6kg金屬，且將其中含有熔渣的夾雜物幾乎全郁除掉。

美國高技術(shù)陶瓷公司生產(chǎn)的泡沫陶瓷過濾器，品種較多。

當(dāng)鋼水通過過濾器的微孔時，其中夾帶的微小非金屬夾雜物，如Al203、Si02、S、P等，由于化學(xué)作用被微孔壁所吸附，其反應(yīng)產(chǎn)物泮至鋼液面上的覆蓋渣內(nèi)，從而使鋼液凈化。既保證了連鑄順利運(yùn)行，又提高鑄坯質(zhì)量，效果明顯，(1) 雙流大方坯連鑄機(jī)澆304不銹鋼，在中間包加擋渣墻與采用過濾器的對比試驗(yàn)表明，過濾器使方坯中的硅錳夾雜物臧少了74%。(2) 小方坯連鑄機(jī)澆含鋁鋼(Al2O30.024%)，澆注時間約9Omin，在中間包邊上的一流安裝過濾器，試驗(yàn)表明，過墟的鋼水經(jīng)過定徑水口只需燒一次氧來排除Al2O3的堵塞，而其他各流需燒氧4?5次。可見，過濾器可顯著降低Al2O3夾雜物。

1998年，武鋼研制的石灰質(zhì)過濾器，其性能為：CaO 94.75%，顯氣孔率12%，體積密度2.85g/Cm3常溫耐壓強(qiáng)度25MPa，在中間包上使用取得良好效果，非金屬夾雜去除率達(dá)到10%?3。

高純氧化鈣陶瓷過濾器有阻擋型和熔蝕型兩種。采用阻擋型過濾器易出現(xiàn)非金屬夾雜物堵塞現(xiàn)象，難以在通鋼量大的中間包上使用。氧化鈣質(zhì)陶瓷過攄器去除夾雜物的機(jī)理是吸附熔蝕，過濾孔逐漸加大，直至澆鑄后期不影響鋼水通過。氧化鈣具有較強(qiáng)的去除SiO2、S等非金屬夾雜物的能力。

北京鋼研總院等研制的高純氧化鈣質(zhì)(CaO>98.97%)過濾器，從技術(shù)上解決了兩個難點(diǎn)：(1) 原料用氫氧化鈣，不添加任何添加物，不燒熟料，直接制成氧化鈣制品的工藝，解決了生產(chǎn)過程中氧化鈣易于水化的問題澆注中當(dāng)鋼液的Al2O3或含Al2O3較高的鋁酸鈣與氧化鈣過濾器接觸時，吸收CaO形成低熔點(diǎn)鋁酸鈣上浮。過濾器不斷被熔蝕，使鋼液得到凈化;沒被熔蝕的Al203過濾器仍起著耐火材料的作用，不存在鋼液中懸浮過量CaO的問題。該過濾器在柳鋼板壞連鑄機(jī)IOt中間包擋渣墻上使用，過濾器磚型、孔型、在中間包內(nèi)的安裝位置、砌筑方法等設(shè)計(jì)合理，壽命達(dá)到7?8爐，與中間包其他耐火材料同步，去除夾雜物總效率為22.7%?40.0%。

氧化鈣水化機(jī)理的分析，研究出在生產(chǎn)過程中防氧化鈣陶瓷過濾器水化的措施，取得較滿意的效果：(1)降低生產(chǎn)過程中環(huán)境的濕度(2)減少氧化鈣原料在空氣中暴露的時間;(3)使用非水性物質(zhì)作結(jié)合劑;(4)在電爐或真空電爐中進(jìn)行燒成;(5)制品表面涂防水劑;(6)采用真空包裝CaO過濾器的開發(fā)為實(shí)現(xiàn)中間包系統(tǒng)用耐火材料，如擋渣墻、鋼包內(nèi)襯、塞棒、水口等的“氧化鈣化”開創(chuàng)了新途徑。

采用有機(jī)泡沬浸潰工藝,研制成功鋯剛玉莫來石，電熔鎂砂、泡沫陶瓷過濾器，原料純度高(氧化鋁98.5%、鋯英石Zr02 65%，電熔鎂砂過濾器具有良好的抗熱震性能，抗折強(qiáng)度達(dá)3.15MPa。經(jīng)過濾的鑄鋼夾雜物含量減少、尺寸減小、且消除了網(wǎng)狀形式分布的夾雜物。而過濾后，鑄銪件的沖擊韌性明顯提高，其平均值提高38%。試驗(yàn)表明:鋼材中硫化物也極少，因此減弱了金屬夾雜物對金屬基體的割裂、弱化作用，使金屬的沖擊韌性有了明顯的提高。

陶瓷過濾板：長沙某耐火材料廠陶瓷過濾板性能特點(diǎn)：

(1)重量輕，體積密度為0. 3?0.5g/cm3;(2) 氣孔率高達(dá)80%?90% ;(3) 與金屬熔體接觸的表面積大;(4)強(qiáng)度大，其熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性均較好。可替代Fosec0公司產(chǎn)品，成功地用于連鑄鋁合金陶瓷過濾板，其理化指標(biāo)：A1203≥70%，F(xiàn)e2O3≤0.2%，顯氣孔率≥85%，透氣率會≥1.5X10-4，抗折強(qiáng)度≥0.3MP、耐壓強(qiáng)度會0.2MPa。

燒結(jié)莫來石抗熱震性能明顯優(yōu)于電熔莫來石，而且膨脹劑 (AI2O3 56.2%、SiO2 39.1%) 的加入對材料抗熱震性有明顯改善。選擇加入燒結(jié)莫來石，膨脹劑加入6%，制作雙錐孔的定向剛玉-莫來石-碳化硅過濾器。用于鋼廠連鑄機(jī)擋渣堰上，通過三爐連澆取樣分析，鋼中夾雜物降低率為30.3%，同時未發(fā)現(xiàn)浸入式水口 (兩支)、短水口(一支)有結(jié)瘤現(xiàn)象，澆注十分順利，過濾器澆注后蝕損輕微，能滿足鋼廠使用要求。