煉鋼一般采用大型高功率或超高功率電爐,偏心爐底出鋼,直流或高阻抗供電,同時進行強化冶煉。因此對耐火材料提出了更高的要求,也推動了耐火材料的發(fā)展。該類電爐一般采用水冷的爐壁和爐蓋,爐蓋三角區(qū)則用高純剛玉質(zhì)耐火澆注料,爐底和盧坡即熔煉池則用干式振動料和搗打料,損毀時也用該類料進行修補。
在鑄造和有色工業(yè)用的工頻感應(yīng)電爐熔溝等部位,可采用鎂鋁質(zhì)干式振動料造襯,也取得了良好使用效果。干式振動料和搗打料是近幾年開發(fā)的不定型耐火材料的新品種,是在耐火材料基本理論的指導(dǎo)下研發(fā)的。其關(guān)鍵技術(shù)是在高溫下自反應(yīng)、自燒結(jié)的產(chǎn)物,必須是高溫相物質(zhì),同時顆粒級配和結(jié)合劑也十分重要。該料開始是隨電爐的引進帶來的,不久便已國產(chǎn)化。干式振搗料是不加任何液體的干式耐火混合料、經(jīng)振搗或得致密施工體且無需養(yǎng)護和烘烤即能直接使用的材料,稱為干式振搗料。其工藝原理是:摻加各種復(fù)合燒結(jié)劑,保證在各種溫度下物料間的化學(xué)反應(yīng)而獲得高溫相產(chǎn)物和陶瓷結(jié)合。精心配制物料的顆粒級配,保證在較小振動力的作用下,顆粒能迅速移動,填充各種空隙而各級料無剩余和不足,從而獲得較高的堆積密度。
干式振搗料按照材料品種和使用部位,進行分類。按照材料品種分為硅質(zhì)、剛玉質(zhì)、鎂質(zhì)、鎂鈣質(zhì)、鎂鋁質(zhì)、鎂鋁尖晶石質(zhì)和AL2O3-SiC-C質(zhì)等干式振搗料:按照使用部位分為電爐底干式振搗料、工頻爐熔溝干式振搗料和中間包工作襯干式振搗料等。
感應(yīng)電爐熔化鑄鐵和有色金屬時,爐襯常用硅石或熔融石英質(zhì)干式搗打料,燒結(jié)劑用硼酐,用量小于2%。雖然硼酐B2O3的熔點為450℃,與SiO2低共熔點溫度即為372℃,不宜作其燒結(jié)劑。但石英玻璃為網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)且粘度很大,而B2O3也是網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)形成物,溶合在一起形成更高的粘滯層。故在中低溫下能起燒結(jié)作用,在中高溫下形成粘滯層,也能提高硅質(zhì)干式振搗料的使用效果。
剛玉質(zhì)干式搗打料也是用硼酐做燒結(jié)劑,因為AL2O3和B2O3能形成不一致熔融化合物2AL2O3·B2O3與一直熔融化合物9AL2O3·2B2O3,前者在1035℃發(fā)生熔融分解,后者的熔點為1968℃,低共熔點溫度高達1920℃,既有良好的耐火性能。其用量一般為8%以下,具體用量應(yīng)根據(jù)試驗確定:另外AL2O3-SiC-C質(zhì)干式振搗料也是采用B2O3作燒結(jié)劑,對其性能無大的影響。鎂鋁尖晶石質(zhì)干式振搗料,一般采用鋁酸該材料做燒結(jié)劑,效果較好。