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耐火材料行业知识

精炼炉用耐火材料

用于工业生产的炉外精炼方法,其精炼操作如脱气、排除杂质、调整成分与温度等主要在钢包中完成。按钢包的功能司分为两种类型。

(1)钢包处理型,其特点是精炼时间短(1030min),仅有钢水脱气、脱硫、成型控制和改变夹杂物形态等作用,但无补偿钢水温度的功能。

(2)钢包精炼型,具有补偿钢水温度等多种精炼功能,适宜于高合金钢和特殊钢的精炼。

精炼炉用耐火材料及相关技术,对保证精炼过程的正常进行和精炼钢的质量十分重要。尽管精炼方法多样、操作各异,但钢包内衬所处条件却有许多共同之处。如真空高温范围大,与碱度变化大的炉渣接触反应,并经受钢水一熔渣一气流的剧烈冲击,以及电弧辐射热和激烈的热震作用。为此,研制能耐高温、抗侵蚀、耐冲刷、抗热震、在高温真空下较稳定的优质耐火材料,对延长炉衬寿命、冶炼洁净钢,降低成本是至关重要的。

1、选择耐火材料的依据

A温度

一般精炼温度高达15501700℃甚至1800℃。对AOD炉曾进行测定,当最高温度提高l0℃,耐火材料寿命则降低30%。要求耐火材料具有高的耐火性能,能经受最高精炼温度和局部过热的冲击,且在该温度下出现的液相量较少,能抵抗低粘度炉渣的侵蚀。因此,应选择纯度和直接结合率高的碱性砖。间歇操作又会引起温度波动,造成炉衬剥落,温度波动当然越小越好,一般采用中间烘烤和缩短炉次间停歇时间,减小钢包温度变化以提高炉衬寿命。在冶炼允许条件下,采用抗热震性最优的镁碳砖或用镁铬砖为好,若温度急变虽大,但间歇时间较短,使用镁白云石砖较好。如LF(V)钢包,渣线部位用MgO-CMgO-Cr203砌筑,侧壁用MgOGaO系或MgOCr203砌筑,底部一般采用优质高铝砖。

B搅拌

所有炉外精炼法都装有钢水搅拌装置。VODVHD(VAD)AOD等是氩气搅拌,一般在炉底吹氩处和距吹氩较近的炉壁损毁较严重。电磁感应搅拌(SKF),一般则在搅拌器位置和搅拌器对称位置炉衬损毁较重。由于搅拌作用造成钢水及渣的剧烈沸腾,加速炉衬的损毁。因此,受冲刷严重侵蚀区应采用高温强度大的优质耐火材料如镁铬质、高纯镁质、铬刚玉质等。

C处理时间

精炼时间可长达14h,钢水在钢包中处理时间越长,炉衬损毁越严重。因此,应采用抗渣性好、高温蠕变小的耐火材料。

D真空

耐火材料的挥发速度随温度和真空度的提高而加大,炉渣渗透速度和数量也随之加大。如LF(V)在高温真空下的真空度可达67Pa以上,从而加速炉衬的损毁。耐火氧化物在真空中的稳定度与其蒸气压解离能、结合相活化能有关。在常用耐火材料的几种氧化物中,以Al203CaO最稳定。设若在MgO砖中或镁铬砖中加入A1203可显著降低砖的挥发速度。在1700℃,10-1PaA1203挥发速度仅为MgOl100MA尖晶石为MK尖晶石的l44。可见,仅从真空挥发性考虑,采用高CaO的镁白云石砖和含A1203的镁铬砖更好。

E正电弧加热

ASEA-SKFVHD(VAD)LF等精炼炉都用电弧加热,前者用电磁搅拌、后者用氩气搅拌。接近电弧的热点区,高温直接热辐射甚至高达2000,加之渣的喷溅,使炉衬损毁速度急剧增大。

工作电压越大,电弧越长,电极与炉衬之间的距离越小,则炉衬损毁越严重。因此,尽量使用较低的电压、大电流、短弧操作,控制电极极心圆越小越好。

F精炼的钢种

镁铬质砖在还原气氛的碱性炉渣下操作,砖中Cr203容易被还原成Cr。因此,精炼无铬或低铬钢种时,不宜采用镁铬质砖衬,而应使用镁白云石砖或镁砖。精炼超低碳钢时,为了避免可能性增碳,不宜采用镁碳砖,应用镁铬质砖或镁白云石砖为好。

G渣的性质

选择熔渣的最佳组成,并在处理钢水的过程中对熔渣进行控制。在精炼过程中,渣的变化范围大,渣组成取决于多种情况的影响,渣的化学组分不一样,单独处理的方法也不一样。

a碱度

耐火材料应尽可能与炉渣相适应,最大限度降低侵蚀速率,提高炉衬寿命。当CS>2.0时,尖晶石就不稳定,纯镁砖比镁铬砖抗渣蚀性好,选用镁砖、镁白云石砖和镁碳砖。当CS<2.0时,应采用镁铬砖或镁白云石砖。

b流动性

炉衬的渣蚀取决于渣和耐火制品的接触面积,接触面越大渣蚀越严重。在制品显气孔率一定的条件下,渣的流动性越好,渗透砖中的量越大,渣蚀越严重。渣的粘度决定于其组成和温度,一般酸性渣粘度大于碱性渣。控制熔剂如CaF2的加入量将有利于减轻炉衬的侵蚀。但碱度太小的渣又影响脱硫,还须二者兼顾。渣的温度越高,粘度越小,流动性越大,渣蚀越严重。

随着连铸和炉外精炼技术的发展,部分精炼过程从炼钢炉转移到钢包中进行,钢包不仅是储运钢水的容器,还担负炉后钢水的精炼处理。由于钢水温度提高,在钢包内停留时间延长,加上精炼过程的搅拌和熔渣的侵蚀作用,对钢包用耐火材料提出了更高的要求:

(1)高温作用下能形成半熔融状态的致密层,并减少粘渣;

(2)使用过程略有膨胀性,砖衬能形成一个整体,不开裂、不剥落;

(3)钢包为间歇作业,经受冷却F<高温的反复热循环作用,砖衬必须有良好的抗热震性;

(4)为保持钢水的清洁度,要求钢包衬有良好的耐侵蚀性,高温下耐火材料尽量少熔入钢水,

(5)从经济效益出发,要求钢包衬有好的施工性能和价格适当。

钢包用耐火材料,已从定形制品向不定形材料演变,并向全不定形化发展。

相关推荐:钢包精炼装置用耐火砖

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TAG标签: 耐火砖 河南耐火砖 高铝砖 刚玉砖 耐火砖价格 河南耐火材料厂

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