高铝耐火砖在钢包的应用，产品性能要求及检验介绍

在Al2O3低于72%(质量分数)的高铝耐火砖中，液相温度通常接近或低于出钢温度(1600℃)。加强冶炼时，出钢温度升高会给耐火砖带来破坏性后果。因为液相数量危险增加，粘度迅速下降。

当温度高于1580℃时，Al203耐火砖的液相含量为50%（质量分数）30%；当温度约为1680C时，液相含量几乎增加到50%。考虑到这种耐火砖含有杂质，其液相会增加更多。这就是为什么半硅砖、叶蜡石砖和粘土砖是早期钢包内衬耐火材料的原因，但后来发展到高铝耐火砖（即Al203大于70%）。

对钢包内衬耐火材料的选择有影响

一、精炼工艺对钢包内衬选择的影响，在精炼过程中，钢包内衬的工作条件。

(1)高温，一般精炼温度为1600~1700℃，甚至高达1800℃；

(2)衬砖与钢水在高真空下反应加剧，影响衬里的稳定性；

(3)电弧加热时，离电弧近的衬里局部过热；

(4)精炼炉渣成分和碱度范围波动较大；

(5)钢液在钢包内停留时间长，有的精炼方法长达160~230min；

(6)钢液、炉渣、气流的强烈冲刷，使衬砖受到严重的热震和间歇性温度的剧烈变化。因此，精炼钢包，特别是重要部位的衬里，应选用高档耐火材料。

二、模铸和连铸工艺对钢包内衬选择的影响。

在Al2O3低于72%(质量分数)的高铝耐火砖中，液相温度通常接近或低于出钢温度(1600℃)。加强冶炼时，出钢温度升高会给耐火砖带来破坏性后果。因为液相数量危险增加，粘度迅速下降。

当温度高于1580℃时，Al203耐火砖的液相含量为50%（质量分数）30%；当温度约为1680C时，液相含量几乎增加到50%。考虑到这种耐火砖含有杂质，其液相会增加更多。这就是为什么半硅砖、叶蜡石砖和粘土砖是早期钢包内衬耐火材料的原因，但后来发展到高铝耐火砖（即Al203大于70%）。

精炼技术促进钢包内衬耐火材料的发展。

一、精炼工艺对钢包内衬选择的影响，在精炼过程中，钢包内衬的工作条件。

(1)高温，一般精炼温度为1600~1700℃，甚至高达1800℃；

(2)衬砖与钢水在高真空下反应加剧，影响衬里的稳定性；

(3)电弧加热时，离电弧近的衬里局部过热；

(4)精炼炉渣成分和碱度范围波动较大；

(5)钢液在钢包内停留时间长，有的精炼方法长达160~230min；

(6)钢液、炉渣、气流的强烈冲刷，使衬砖受到严重的热震和间歇性温度的剧烈变化。因此，精炼钢包，特别是重要部位的衬里，应选用高档耐火材料。

二、模铸和连铸工艺对钢包内衬选择的影响

对于生产节奏和钢材要求较低的模具铸造工艺，钢包装不是限制环节的场合。为了节约成本，钢包装可以使用粘土砖或三等高铝砖作为衬里，也可以确保安全可靠的使用。对于连铸钢包装，由于钢水温度高，停留时间长，通常采用高档高铝砖、锆石砖、白云石砖、镁铬砖、镁碳砖、铝镁碳砖等砌体，也可采用锆石浇筑、镁铝尖晶石浇筑、高铝尖晶石浇筑等。

X钢精炼设备为钢包炉，采用板坯连铸工艺。钢包炉具有电弧加热、电磁搅拌、造渣精炼、合金微调、喂丝、喷粉等功能；因此，根据表2和X钢精炼工艺和铸造工艺的要求，X钢钢包工作层采用铝镁碳砖，渣线采用镁碳砖。

三、冶炼钢种对钢包内衬选择的影响

冶炼钢种不同，同，对耐火材料的要求也不同。如冶炼超低碳钢、IF钢、铝镇静钢应采用高铝尖晶石浇筑材料或高铝砖，不应采用含碳镁碳砖、铝镁碳砖、镁铝碳砖。冶炼锰含量高、氧含量高的钢应采用耐腐蚀镁碳砖和铝镁碳砖，而不是高铝砖。锆英石砖应用于浇筑含有Ti和Al的不锈钢。镁铬砖不应用于需要极低铬含量的钢种。对于低P、低S钢和需要较少混合的特殊钢种，应使用白云石碱性砖、粘土砖和叶蜡石砖。浇筑沸腾钢时，尽量避免选择含有石墨的砖和浇筑材料，否则衬里使用寿命较低。

四、使用部位对钢包内衬选择的影响

通常，钢包内衬由永久层、工作层、渣层和保温层组成。钢包保温层要求导热率低，保温性能好；除了导热率低、保温性能好外，永久层还要求在1300~1400℃下长期使用，具有足够的室温和高温强度，能够在短时间内抵抗钢水的冲击，防止包装事故的发生；壁和底部工作层要求耐腐蚀、耐剥落、热稳定性好、无粘渣、易于拆卸。渣层应选用耐腐蚀、耐腐蚀、热稳定性好、高温结构性能稳定的镁碳砖和镁铬砖，可克服钢水和炉渣渗透引起的坍塌结构剥落；座椅砖应采用耐热冲击性好的高铝座椅砖，出水口可采用耐腐蚀、耐冲刷的刚玉出水口砖。

高铝耐火砖是指Al2O3质量分数超过48%的耐火材料。Al2O3含量越高，耐火性越好。高铝耐火砖的耐火性和耐炉渣侵蚀性优于粘土砖。

高铝耐火砖的性能要求是什么？

（1）气孔率耐火砖中的气孔包括开孔和闭孔。气孔率一般是指与大气相连的显孔体积与产品总体积的百分比，也称为显孔率。产品的气孔率越小，导热性越好，耐压强度越高，但耐急、冷、热性能较差。

（2）体积密度和真实密度体积密度是每立方米砖的质量数，包括所有气孔，而计算真实密度时的砖样体积只包括岩石部分。由于不同晶体石英的真实密度不同，可以通过砖的真实密度来了解其燃烧情况。烧成更好的硅砖，真实密度更小。

(3)常温耐压强度产品在常温下单位面积能承受的最大压力称为常温耐压强度。结构均匀致密，烧成好产品，常温耐压强度高。

(4)热膨胀通常用一定温度范围内的平均膨胀率来表示。

（5）导热性是指耐火砖传热的性能。根据导热性，其单位为W/（m·℃）。气孔率低、结构致密的砖具有良好的导热性。晶体结构优于玻璃。硅砖和粘土砖的导热性随温度的升高而增加，但也有少数耐火砖（如镁砖和碳化硅）的导热性随温度的升高而降低。

(6)耐火性是指耐火砖在高温下抵抗软化(熔化)的性能，是指耐火锥试样顶部弯曲并接触底盘侧面时的温度。

（7）荷载软化温度魔法表示耐火砖在一定负荷下抵抗温度的能力。荷载软化温度是在样品0.2MPa的压力下，以一定的加热速度加热。随着温度的升高，样品不断变形。当样品最大高度降低0.6%时，温度为荷载软化温度。它与耐火砖的化学性质、结晶结构特性、玻璃在一定温度下的粘度、晶体与玻璃的相对比例、燃烧温度和粒度组成有关。

（8）高温体积稳定性是指耐火砖在高温下长期使用时体积不可逆转的性能，通常用残余膨胀（或收缩）来表示耐火砖的体积稳定性。具体指标为：耐火砖在一定温度下加热一定时间，自然冷却后测量体积变化，称为残余膨胀（或残余收缩）。

（9）热稳定性耐火砖具有抵抗温度急变而不损坏的能力。试验方法是将样品的一半放入加热炉中，另一半放入炉外，加热至850C时保温40分钟，然后放入流动冷却水槽中进行急冷。这样，当损坏和脱落部分的质量为原样品质量的20%时，重复进行急冷和急热次数。它与产品的膨胀系数、产品内部温度分布的不均匀性、产品的形状和尺寸密切相关。

(10)耐腐蚀耐火砖在高温下抵抗熔渣，炉料分解产品的化学物理性能。影响耐腐蚀性的主要因素有:产品与熔渣的化学成分、工作温度、炉料分解产品的性质和密度。

耐火砖取样标准及检验方法

以耐火砖为例，其进厂质量验收复验：取样方法，取YB367-75标准如下：

一、取样标准。

1)取样规则:根据每批的堆数、排数和外观的实际情况，祝愿取样，确保间隔均匀，照顾全面。取样应按耐火砖号分批。如果数量太少，可以将砖号合并成一批(应该是同一个工号)。在砖号中，选择具有代表性的砖号作为样品。

检查外观和尺寸。取10件时，可以有1件，取20件时，可以有两件不低于下一级产品规定的值（二级产品不得低于标准规定的值）。如果不合格，应重新取样。

截面检查：每批抽查20件时，其中6件可低于下一级产品规定的值(二级产品不低于标准规定)；抽查10件时，其中3件应全部合格。如果不合格，应重新取样验。

2)取样数量:根据砖的类型、品种、规格和大小。

二、耐火砖检验方法

耐火材料的形状、尺寸、规格、包装等外观质量可通过目视、手感或测量工具进行检验。质量指标采用物理性能测试或化学分析；YB368-75、YB370-75、YB371-75、YB371-75、Al2O3含量。