耐火材料在冶金中的應(yīng)用探討

李福春 高武斌

摘 ?要：耐火材料的應(yīng)用對(duì)冶金質(zhì)量以及冶金效率均有關(guān)鍵影響，并且在現(xiàn)代化的冶金作業(yè)過(guò)程中，耐火材料也是冶金安全控制工作中的關(guān)鍵內(nèi)容。在選擇耐火材料的過(guò)程中，工作人員應(yīng)明確實(shí)際的冶金工作要求，包括效率要求以及質(zhì)量要求。需要注意的是，在選擇和應(yīng)用此類冶金耐火材料的過(guò)程中，工作人員也應(yīng)兼顧冶金成本要求，不能為提高冶金工作的效率而影響冶金企業(yè)的整體經(jīng)濟(jì)效益水平。基于此，文本針對(duì)耐火材料在冶金中的應(yīng)用方法進(jìn)行了進(jìn)一步地分析。

關(guān)鍵詞：耐火材料;冶金制造;應(yīng)用分析

引言

在選擇耐火材料在冶金過(guò)程中的應(yīng)用辦法之前，工作人員應(yīng)明確各類冶金材料的實(shí)際性質(zhì)特點(diǎn)，包括物理性質(zhì)特點(diǎn)以及化學(xué)性質(zhì)特點(diǎn)。在此基礎(chǔ)上，工作人員也應(yīng)明確具體的冶金材料應(yīng)用要求，并將這種材料應(yīng)用要求與實(shí)際的冶金質(zhì)量要求對(duì)應(yīng)起來(lái)，聯(lián)合考察冶金材料的應(yīng)用辦法，提高材料應(yīng)用的整體合理性。在選擇耐火材料的應(yīng)用區(qū)域時(shí)，工作人員應(yīng)明確耐火材料的應(yīng)用需求，包括高爐運(yùn)行應(yīng)用需求、鋼包應(yīng)用需求以及加熱爐應(yīng)用需求等，進(jìn)而可進(jìn)一步細(xì)化耐火材料的應(yīng)用措施，提高耐火材料在冶金過(guò)程中的整體應(yīng)用質(zhì)量。

1、耐火材料的應(yīng)用性質(zhì)分析

1.1耐火材料的應(yīng)用結(jié)構(gòu)性質(zhì)分析

從耐火材料在鋼鐵工業(yè)中的應(yīng)用結(jié)構(gòu)性質(zhì)角度分析，耐火材料的結(jié)構(gòu)性質(zhì)相較于普通材料，可表現(xiàn)為更為明顯的吸水性，并且由于此種耐火材料本身的結(jié)構(gòu)層級(jí)結(jié)構(gòu)聯(lián)系并不緊密，促使耐火材料內(nèi)部的空隙相對(duì)較多，其實(shí)際的體積密度與普通材料之間也存在較為明顯的差異性。具體而言，在應(yīng)用此類耐火材料的過(guò)程中，如果材料本身的吸水率較大，則在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程中可能會(huì)產(chǎn)生相對(duì)明顯的熱集中現(xiàn)象，導(dǎo)致材料內(nèi)部局部溫度過(guò)高，影響冶金工作效能。為此，一般而言，耐火材料的吸水率越低，表明其實(shí)際的材料應(yīng)用質(zhì)量也會(huì)越好，并且相應(yīng)的干燥指數(shù)也會(huì)更優(yōu)。另外，如果從耐火材料氣孔體積占比的角度分析，不難理解的是，氣孔體積與耐火材料整體體積的比例閱讀，則表明耐火材料本身的密度越精確，也就說(shuō)明耐火材料自身的真密度值相對(duì)較高，這種真密度相對(duì)較高的耐火材料在實(shí)際的冶金過(guò)程中可表現(xiàn)出相對(duì)良好的結(jié)構(gòu)組織性，可為冶金工作提供更為有效的耐火環(huán)境支持。

1.2耐火材料的應(yīng)用力學(xué)性質(zhì)分析

耐火材料的應(yīng)用力學(xué)性質(zhì)主要包括與材料抗彎折能力相關(guān)的抗折強(qiáng)度、與材料耐壓能力相關(guān)的耐壓強(qiáng)度以及與材料耐磨性相關(guān)的耐磨強(qiáng)度。在應(yīng)用此類耐火材料的過(guò)程中，工作人員應(yīng)明確此類材料的應(yīng)用力學(xué)性質(zhì)的實(shí)際特點(diǎn)。一般而言，如果耐火材料的抗彎折強(qiáng)度較高，則在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程中，其實(shí)際的應(yīng)力強(qiáng)度極限值則會(huì)更高，在冶金過(guò)程中可表現(xiàn)出更好的工作穩(wěn)定性。其中，耐火材料的耐壓強(qiáng)度也與材料的應(yīng)用穩(wěn)定性相關(guān)，這種應(yīng)用穩(wěn)定性不僅與冶金過(guò)程的實(shí)際效能相關(guān)，也與冶金工作的實(shí)際應(yīng)用成本相關(guān)。從冶金溫度應(yīng)用特點(diǎn)的角度分析，實(shí)際上，耐火材料在不同的溫度下也會(huì)表現(xiàn)出不同的物理性質(zhì)。一般而言，在常溫或者中高溫的溫度條件下，耐火材料將會(huì)表現(xiàn)出較好的延展性，這延展性會(huì)促使耐火材料的整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度下降。但是在高溫狀態(tài)下，耐火材料本身的延展性會(huì)受到限制，結(jié)構(gòu)脆性又會(huì)相對(duì)提高，這也會(huì)影響部分耐火材料的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。為此，在實(shí)際的冶金過(guò)程中，工作人員一定要結(jié)合實(shí)際的冶金工作需求選擇合適的耐火材料。

2、耐火材料在冶金中的應(yīng)用方法分析

2.1耐火材料在高爐上的應(yīng)用方法分析

從耐火材料應(yīng)用類型的角度分析，在傳統(tǒng)的高爐煉鋼過(guò)程中，很多企業(yè)往往會(huì)使用定型的耐火材料，包括磷酸高鋁質(zhì)耐火材料等，此類材料往往會(huì)與高鋁含量水泥進(jìn)行混合，并且為了適應(yīng)高爐煉鋼的實(shí)際需求，工作人員可能還會(huì)調(diào)整此類材料的摻和比例。但是需要注意的是，這種定型耐火材料的應(yīng)用靈活性并不高，如果在應(yīng)用此類耐火材料的過(guò)程中，工作人員未嚴(yán)格調(diào)控相應(yīng)的骨料比例，則可能在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程中出現(xiàn)溫度適應(yīng)性的問(wèn)題，導(dǎo)致耐火材料的耐高溫性能不能滿足實(shí)際的高爐煉鋼應(yīng)用需求。為此，在現(xiàn)階段的高爐煉鋼過(guò)程中，絕大部分鋼鐵企業(yè)均采用不定型的耐火材料，此類材料可基于多級(jí)骨料進(jìn)行配置，工作人員可根據(jù)實(shí)際的生產(chǎn)需求靈活調(diào)整材料的配合比例。此類材料，類如樹(shù)脂結(jié)合劑與鋁碳混合而成的材料，其自身的高溫適應(yīng)性非常好，并且具有相對(duì)明顯的耐火度，在高爐煉鋼的過(guò)程中，此種耐火材料的應(yīng)用安全性也較為突出。

2.2耐火材料在鋼包上的應(yīng)用分析

耐火材料在鋼包上的應(yīng)用主要與鋼材的出鋼質(zhì)量相關(guān)。一般而言，在鋼材出鋼的過(guò)程中需要維持較好的出鋼溫度，這種溫度的實(shí)際表現(xiàn)與耐火材料本身的物理性質(zhì)相關(guān)。為此，為了提高鋼材出鋼的實(shí)際質(zhì)量，工作人員應(yīng)盡量選擇具有更高的耐溫性能的耐火材料。更為關(guān)鍵的是，在這種高溫耐火材料的影響下，鋼包內(nèi)襯的實(shí)際排布質(zhì)量將會(huì)表現(xiàn)良好，并且其實(shí)際的出鋼省力效果也相對(duì)突出。其中，以A1203-尖晶石澆筑料為主要成分的耐火材料具有相對(duì)較好的耐腐蝕性，并且這種耐腐蝕性在高溫環(huán)境下也會(huì)表現(xiàn)出良好的持續(xù)性。另外，在這種耐火材料的支持下，在鋼包形成和運(yùn)行的整體過(guò)程中，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)剝落的程度相對(duì)較低，并且實(shí)際的使用壽命也得到了一定的延長(zhǎng)。但是需要注意的是，在選擇此類耐火材料時(shí)，鋼包材料本身的實(shí)際物理屬性對(duì)耐火材料的實(shí)際應(yīng)用性能也會(huì)產(chǎn)生一定的影響，為此，工作人員選擇耐火材料時(shí)，一定要明確此種材料的應(yīng)用環(huán)境要求，確保耐火材料的應(yīng)用滲透性以及結(jié)構(gòu)強(qiáng)度可滿足實(shí)際的煉鋼需求。

2.3耐火材料在加熱爐上的應(yīng)用分析

耐火材料在加熱爐上的應(yīng)用效果主要與此類耐火材料的高溫特性相關(guān)。在加熱爐的運(yùn)行過(guò)程中，往往需要適應(yīng)更好的加熱溫度，在此加熱溫度的要求下，一般定型類型的耐火材料往往無(wú)法承受較高的加熱溫度，在這種加熱溫度的影響下，耐火材料自身的結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生一定的變化，這種變化往往會(huì)以較好的延展性失衡狀態(tài)出現(xiàn)，從而導(dǎo)致定型耐火材料自身出現(xiàn)了一定的結(jié)構(gòu)空隙問(wèn)題，致使耐火材料自身的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度急劇降低。不定型類型的耐火材料具有相對(duì)較好的高溫屬性，并且在高溫環(huán)境中，不定型耐火材料的延展性不會(huì)受到嚴(yán)重影響，雖然其自身的結(jié)構(gòu)脆性有所表現(xiàn)，但是其實(shí)際的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度依舊可滿足加熱爐的運(yùn)行要求，也可為加熱爐的安全運(yùn)行提供更為有效的保障，這也是耐火材料的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)之一。

3、結(jié)束語(yǔ)

總之，在應(yīng)用耐火材料的過(guò)程中，工作人員應(yīng)明確實(shí)際的材料應(yīng)用要求，并將這種材料應(yīng)用要求與冶金工作的質(zhì)量要求聯(lián)合起來(lái)。更為關(guān)鍵的是，在實(shí)際的工作過(guò)程中，工作人員還應(yīng)積極分析和總結(jié)不同耐火材料的實(shí)際應(yīng)用效果，并針對(duì)特定的冶金環(huán)境選擇更具環(huán)境適應(yīng)性的耐火材料。但需要注意的是，工作人員應(yīng)明確冶金作業(yè)的成本要求，應(yīng)結(jié)合耐火材料的市場(chǎng)價(jià)格以及冶金作業(yè)的成本控制要求合理選擇具體的耐火材料，優(yōu)化選擇耐火材料的選購(gòu)渠道，進(jìn)而以此保障耐火材料的整體應(yīng)用質(zhì)量，也可為提高冶金工作效能提供有效的材料支持。

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