通常對盛鋼桶耐火材料的使用特性要求是：在高溫狀態(tài)下能形成半熔融狀態(tài)的致密層；在使用過程中，耐火磚層稍有膨脹性，使整個耐火磚襯緊密成為一體；耐火磚襯必須具有良好的抗熱震性；耐火磚襯應具有良好的耐侵蝕性。對耐火材料的這些要求是為了達到以下目的：提高抗鋼水和渣的滲透能力；提高耐火磚襯的整體性，使耐火磚襯之間緊密結(jié)合；盛鋼桶為間歇作業(yè)，要能反復經(jīng)受高溫、冷卻作用并多次使用；盡可能減少耐火材料融入鋼水中，以提高鋼水的清潔度。

 

在大中型盛鋼桶上經(jīng)常使用粘土磚和高鋁磚內(nèi)襯。粘土磚襯熔損快使用壽命短，但價格低廉，因此得到廣泛使用。有些鋼廠開始使用Al2O3含量大于80%的高鋁磚作盛鋼桶襯，盛鋼桶一次性壽命大于50爐。為解決盛鋼桶渣線侵蝕問題，在盛鋼桶渣線部位使用過焦油結(jié)合白云石磚、鎂磚、鎂碳磚、鋁鎂磚和鋯英石磚等，使用效果以鎂碳磚為好。目前，國內(nèi)已使用不定形的耐火材料為盛鋼桶內(nèi)襯，材質(zhì)主要為鋁鎂澆注料，采用振動澆注方法施工，盛鋼桶壽命平均達到60次，經(jīng)濟效益顯著提高。

 

一、盛鋼桶襯耐火磚

 

盛鋼桶永久層，盛鋼桶壁和盛鋼桶底一般使用粘土磚，國內(nèi)牌號為CN-42、CN-40、CN-36。粘土磚的主要礦物組成為高嶺土，Al2O3含量30%~50%。盛鋼桶壁和盛鋼桶底也有用葉臘石轉(zhuǎn)和高鋁磚的，葉臘石磚的特點是比粘土磚、三等高鋁磚的抗侵蝕能力和整體性好，不掛渣，使用壽命較高。由于蠟石的礦物組成以蠟石為主，所以在加熱過程中，體積穩(wěn)定性好。葉臘石脫水緩慢，可以用生料制造耐火材料產(chǎn)品，生產(chǎn)工藝簡單，成本低，有較好的使用前景。高鋁磚國內(nèi)牌號為CN-48。實際上不燒鋼廠使用的高鋁質(zhì)盛鋼桶襯磚，其Al2O3含量已超過標準。高鋁耐火材料制品中含有莫來石、方石英和剛玉等礦物組成，提高樂耐火材料制品抗鋼水和熔渣的侵蝕能力。

 

盛鋼桶工作層的渣線部位耐火材料一般使用鋯英石磚和鎂碳磚等高耐侵蝕的耐火磚品種，盛鋼桶渣線耐火材料用耐火磚還有有焦油結(jié)合白云石磚、鎂磚、半鋯質(zhì)磚等，但使用性能均不如鋯英石磚和鎂碳磚。鋯英石磚的耐侵蝕性好，作為盛鋼桶渣線用磚，可大幅度提高盛鋼桶使用壽命，特別是用于澆注含鋁和鈦的不銹鋼時，對鋼水質(zhì)量影響很小，使用效果較好。

 

鎂碳磚不僅耐侵蝕，而且不易掛渣，提高了盛鋼桶的使用壽命。為了縮短施工時間，改善作業(yè)條件和降低耐火材料消耗，目前正在推廣使用鋁鎂澆注料鑄造盛鋼桶，盛鋼桶的一次使用壽命可達60次以上，耐火材料消耗下降60%~80%。在鋼水的高溫作用下，澆注料中的MgO與Al2O3反應，形成 鋁鎂尖晶石，改善了基質(zhì)性能，提高了內(nèi)襯耐火材料對鋼水和熔渣的耐侵蝕能力。今后盛鋼桶內(nèi)襯耐火磚的發(fā)展方向是，堿性耐火磚的使用比例逐漸提高，堿性不定形耐火材料的開發(fā)使用，修補和施工技術(shù)的改進。

 

二、盛鋼桶用袖磚、塞頭磚、座磚、水口磚和塞棒。

 

袖磚材質(zhì)為粘土質(zhì)和高鋁質(zhì)，國內(nèi)牌號為XN-40和XL-48。為了提高渣線部位袖磚的抗侵蝕能力，可用以焦油?煮的粘土質(zhì)或高鋁質(zhì)袖磚以及堿性材質(zhì)的袖磚。

 

塞頭磚材質(zhì)主要為粘土質(zhì)或高鋁質(zhì)耐火材料制品。國內(nèi)牌號為SN-40和SL-48，為了提高塞頭磚的抗侵蝕能力和高溫機械強度，須使用焦油瀝青?煮后的耐火材料制品。根據(jù)所澆注的鋼種、使用鎂質(zhì)、鋯英石質(zhì)和鋁碳質(zhì)塞頭磚。

 

座磚安裝在鋼包的地步，使用條件苛刻。座磚的材質(zhì)為粘土質(zhì)ZN-40和高鋁質(zhì)ZL-48。

 

鋼包用水口磚為粘土質(zhì)和高鋁質(zhì)耐火材料，國內(nèi)牌號分別為KN-40和KL-48.為提高水口磚的侵蝕能力，將水口磚用焦油瀝青?煮。水口磚除粘土質(zhì)和高鋁質(zhì)外，還有鎂質(zhì)、剛玉質(zhì)、鋯英石質(zhì)。

 

塞棒由袖磚和塞頭磚組成。由于塞棒很長，在袖磚與袖磚之間，袖磚與塞頭磚之間有鏈接縫，在被鋼水長期浸泡期間，鋼水和熔渣易侵蝕到接縫中，造成短棒事故。目前，由于滑動水口的廣泛使用，塞棒系統(tǒng)已基本被淘汰。

 

三、盛鋼桶吹氬用耐火磚

 

為了滿足連鑄對鋼水質(zhì)量的要求，一般在盛鋼桶內(nèi)次用吹氬的方法，使鋼水溫度和成分均勻。吹氬方式有：上吹法和底吹法。前者使用吹氬棒，后者使用透氣磚。

 

1、吹氬棒

 

吹氬棒外形與盛鋼桶塞棒相似，中空部分用于通氬，頭部為透氣部分。使用吹氬棒比較安全，但耐火材料消耗高，吹氬效果不如吹底好。吹氬棒的使用條件比較苛刻，要求其具備足夠的高溫機械強度和良好的抗熱沖擊性。為了提高吹氬棒的使用壽命，目前常采用Al2O3-CaO和Al2O3-SiO2-CaO系統(tǒng)澆注料制作吹氬棒，使用壽命由原來的1~2次提高到10次以上。

 

吹氬棒的損壞原因主要是高堿度、高氧化鐵的熔渣與吹氬棒材料的互相作用，生成低熔點的黃長石、鈣長石等所致。黃長石是一種由鈣鋁方柱與鈣鎂方柱石形成的固溶液體。鈣鋁方柱石的熔點為1590℃，鈣鎂方柱石的熔點為1450℃，兩者形成的固溶體的最低熔點為1390℃，此溫度遠低于鋼水溫度。

 

吹氬使鋼水劇烈攪動，發(fā)生強制對流運動，耐火材料與熔渣之間反應生成的低熔物很快擴散開，擴散厚度變薄，傳質(zhì)速度加快，耐火材料的溶解速度也加快，使吹氬棒蝕損速度也加快。

 

2、透氣磚

 

盛鋼桶底用透氣磚，根據(jù)其使用條件，應具備下列特性；具有良好的透氣性，鋼水的攪拌能與吹入氣體的流量成正比；具有耐蝕性和一定的強度，在吹氬時，鋼水劇烈攪動，透氣磚受到激烈的磨損，澆注完畢時還受到熔渣的侵蝕；抗鋼水滲透性好，由于吹氬攪拌時間歇進行的，停止吹氬時，鋼水可能滲透到透氣磚內(nèi)，影響下一次吹氬；透氣磚具有良好的抗熱沖擊性，在反復吹氬時，不開裂，不剝落；安裝簡單，安全可靠。底吹透氣磚有彌散型、狹縫型和直通孔型3種：彌散型透氣磚是以等顆粒為基礎(chǔ)，加入少量的細粉制成的。耐火磚的組織結(jié)構(gòu)不致密，氣孔徑很難控制，氣體流量調(diào)節(jié)性差，抗鋼水侵蝕沖刷能力差，使用壽命低。

 

狹縫型透氣磚是由片狀致密材料，在片與片之間放上間隔物，產(chǎn)生縫隙，然后再外面用鐵皮包住而成的。狹縫型透氣磚雖然抗侵蝕性能好，但在盛鋼桶使用期間，由于所承受壓力的變化，機械地影響狹縫的寬度，透氣度也隨之發(fā)生變化，使得吹入鋼水中的氣體流量和分布難以控制。

 

在制造直通孔型透氣磚的過程中，人為地埋入眾多的不銹鋼細管，形成直通孔透氣磚的下部安裝吸管及能發(fā)出信號的溫度傳感器，給操作人員報警。

 

透氣磚安裝在盛鋼桶底部，其周圍必須用澆注料澆灌密實，待烘烤后方可使用。由于盛鋼桶時間歇作業(yè)的，使用條件十分惡劣，在使用后如果發(fā)現(xiàn)透氣磚的工作面有鋼渣時，必須用吹氧管清理干凈，否則會造成底吹失敗。