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提高炉衬寿命的原理措施
提高转炉炉衬寿命的原理及相应措施
转炉从开新炉到停炉,整个炉役期间炼钢的总炉数称为炉衬寿命,简称炉龄。
它是炼钢生产的一项重要技术经济指标。
炉龄,特别是平均炉龄在很大程度上反映出炼钢车间的管理水平和技术水平。
炉龄延长可以增加钢的产量和降低耐火材料消耗,并有利于提高钢的质量。
但对于一定的生产条件和技术水平的车间,存在着一个技术经济效果最好的最佳炉龄,图-1为某厂的一例。
因此,应该努力改善生产条件和提高技术水平,将最佳炉龄不断提高到新的水平。
同时应该反对不顾技术经济效果而盲目追求最高炉龄的倾向。
1转炉用耐火材料
图1生产率、成本与炉龄的关系
A一炉衬费用;B一喷补费用;A+B一综合成
本;C一炉子生产率;D—最佳炉龄
1.1转炉用耐火材料的演变
自氧气转炉问世以来,其炉衬的工作层都是用碱性耐火材料砌筑。
曾经用过白云石质耐火材料,制成焦油结合砖,在高温条件下砖内的焦油受热分解,残留在砖体内的碳石墨化,形成碳素骨架。
它可以支撑和固定白云石材料的颗粒,增强砖体的强度,同时还能填充耐火材料颗粒间的空隙,提高了砖体的抗渣性能。
为了进一步提高炉衬砖的耐化学侵蚀性和高温强度,也曾使用过高镁白云石砖和轻烧油浸砖,炉衬寿命均有提高,炉龄一般在几百炉。
直到20世纪70年代兴起了以死烧或电熔镁砂和碳素材料为原料,用各种碳质结合剂,制成镁碳砖。
镁碳砖兼备了镁质和碳质耐火材料的优点,克服了传统碱性耐火材料的缺点,镁碳砖的抗渣性强,导热性能好,避免了镁砂颗粒产生热裂;同时由于有结合剂固化后形成的碳网络,将氧化镁颗粒紧密牢固地连接在一起。
用镁碳砖砌筑转炉内衬,大幅度提高了炉衬使用寿命,再配合适当维护方式,炉衬寿命可达到万炉以上。
1.2转炉内衬用砖
顶吹转炉的内衬是由绝热层、永久层和工作层组成。
绝热层一般用石棉板或耐火纤维砌筑;永久层是用焦油白云石砖或者低档镁碳砖砌筑;工作层都是用镁碳砖砌筑。
转炉的工作层与高温钢水和熔渣直接接触,受高温熔渣的化学侵蚀,受钢水、熔渣和炉气的冲刷,还受到加废钢时的机械冲撞等,工作环境十分恶劣。
在冶炼过程中由于各个部位工作条件不同,因而工作层各部位的蚀损情况也不一样,针对这一情况,视其损坏程度砌筑不同的耐火砖,容易损坏的部位砌筑高档镁碳砖,损坏较轻的地方可以砌筑中档或低档镁碳砖,这样整个炉衬的蚀损情况较为均匀,这就是所谓的综合砌炉。
镁碳砖性能与使用部位如表-1。
转炉内衬砌砖情况如下:
表1炉衬材质性能及使用部位
气孔率%
体积密度g/cm3
常温耐压强度MPa
高温抗折强度MPa
使用部位
优质镁碳砖
2
2.82
38
10.5
耳轴、渣线
普通镁碳砖
4
2.76
23
5.6
耳轴部位、炉帽液面以上
复吹供气砖
2
2.85
46
14
复吹供气砖及保护砖
高强度镁碳砖
10~15
2.85~3.0
>40
炉底及钢液面以下
合成高钙镁砖
10~15
2.85~3.1
>50
装料侧
高纯镁砖
10~15
2.95
>60
装料侧
镁质白云石烧成砖
2.8
2.8
38.4
装料侧
(1)炉口部位。
这个部位温度变化剧烈,熔渣和高温废气的冲刷比较厉害,在加料和清理残钢、残渣时,炉口受到撞击,因此用于炉口的耐火砖必须具有较高的抗热震性和抗渣性,耐熔渣和高温废气的冲刷,且不易粘钢,即便粘钢也易于清理的镁碳砖。
(2)炉帽部位。
这个部位是受熔渣侵蚀最严重的部位,同时还受温度急变的影响和含尘废气的冲刷,故使用抗渣性强和抗热震性好的镁碳砖。
此外,若炉帽部位不便砌筑绝热层时,可在永久层与炉壳钢板之间填筑镁砂树脂打结层。
(3)炉衬的装料侧。
这个部位除受吹炼过程熔渣和钢水喷溅的冲刷、化学侵蚀外,还要受到装入废钢和兑入铁水时的直接撞击与冲蚀,给炉衬带来严重的机械性损伤,因此应砌筑具有高抗渣性、高强度、高抗热震性的镁碳砖。
(4)炉衬出钢侧。
此部位基本上不受装料时的机械冲撞损伤,热震影响也小,主要是受出钢时钢水的热冲击和冲刷作用,损坏速度低于装料侧。
若与装料侧砌筑同样材质的镁碳砖时,其砌筑厚度可稍薄些。
(5)渣线部位。
这个部位是在吹炼过程中,炉衬与熔渣长期接触受到严重侵蚀而形成的。
在出钢侧,渣线的位置随出钢时间的长短而变化,大多情况下并不明显,但在排渣侧就不同了,受到熔渣的强烈侵蚀,再加上吹炼过程其他作用的共同影响,衬砖损毁较为严重,需要砌筑抗渣性能良好的镁碳砖。
图3日本大分厂顶底
复合吹炼转炉综合砌砖
1一不烧镁碳砖(ωc=20%,高纯度石墨,烧
结镁砂);2一不烧镁碳砖(ωc=18%,高纯
石墨,烧结镁砂);3,4一不烧镁碳砖(ωc=
15%,普通石墨,烧结镁砂);5一烧成镁碳
砖(ωc=20%,高纯石墨,电熔镁砂);
久层为烧成镁砖;7一烧成A12O3-SiC-C砖
(6)两侧耳轴部位。
这部位炉衬除受吹炼过程的蚀损外,其表面又无保护渣层覆盖,砖体中的碳素极易被氧化,并难于修补,因而损坏严重。
所以,此部位应砌筑抗渣性能良好、抗氧化性能强的高级镁碳砖。
(7)熔池和炉底部位。
这部位炉衬在吹炼过程中受钢水强烈的冲蚀,但与其他部位相比损坏较轻。
可以砌筑含碳量较低的镁碳砖,或者砌筑焦油白云石砖。
若是采用顶底复合吹炼工艺时,炉底中心部位容易损毁,可以与装料侧砌筑相同材质的镁碳砖。
综合砌炉可以达到炉衬蚀损均衡,提高转炉内衬整体的使用寿命,有利于改善转炉的技术经济指标。
图-3和图-4是日本两个厂家转炉综合砌筑炉衬的实例。
其中图-4是185t复吹转炉的综合砌炉图。
图4氧气转炉砌砖图
(图中的1,2,3,4,5分别与表5-2的材质编号相对应)
图4所示转炉的操作温度在1650~1710℃,除了冶炼普通钢外,还冶炼低碳钢和一些特殊钢,每日出钢35~45炉次,装入95%的铁水,钢水全部连铸,炉龄为5113炉次/炉役。
表2各种材质的性能
能
性
及
分
成
号
编
质
材
1
2
3
4①
5
供气砖①
化
学
成
分
ω/%
MgO
65.8
70.8
75.5
72.5
74.5
CaO
13.3
0.9
1.0
0.2
1.5
固定碳
19.2
14.2
20.2
20.2
20.5
25
主要添加物
金属粉
金属粉
金属粉
金属粉BN
体积密度/g·cm-3
2.82
2.86
2.84
2.87
2.85
2.88
显气孔率/%
4.7
3.7
3.7
3.0
3.0
1.0
抗折强度(1400℃)/MPa
4.8
4.4
12.9
15.2
14.6
17.7
回转抗渣试验蚀损指数
(1700℃)
100
117
98
59
79
81
①使用了部分电熔镁砂为原料。
1.3.转炉出钢口用砖
转炉的出钢口除了受高温钢水的冲刷外,还受温度急变的影响,蚀损严重,其使用寿命与炉衬砖不能同步,经常需要热修理或更换,影响冶炼时间。
改用等静压成型的整体镁碳砖出钢口,由于是整体结构,更换方便多了,材质改用镁碳砖,寿命得到大幅度提高,但仍不能与炉衬寿命同步,只是更换次数少了而已。
表3是出钢口用镁碳砖性能。
表3出钢口用镁碳砖性能
化学成分/ω%
显气
孔率
/%
体积
密度
/g•cm-3
常温
耐压
强度
MPa
常温
抗折
强度
MPa
抗折
强度
/Mpa
(1400℃)
加热
1000℃后
加热
1500℃后
(MgO)
固定碳含量
显气
孔率
/%
体积
密度
/g•cm-3
显气
孔率
/%
体积
密度
/g•cm-3
日本品川公司改进的镁碳砖
73.20
19.2
3.20
2.92
39.2
17.7
21.6
7.9
2.89
9.9
2.80
国产整体出钢口砖
76.83
12.9
5.03
2.93
2炉衬寿命及影响因素
2.1炉衬的损坏
2.1.1炉衬损毁规律
氧气转炉在使用过程中,炉衬的损坏程度依次排列为耳轴区、渣线、二个装料面、炉帽部位、熔池及炉底部位,在采用单一材质的合成高钙镁砖砌筑时,是以耳轴、渣线部位最先损坏而造成停炉,其次是装料侧。
在采用镁碳砖砌筑时,炉役前期是以装料侧损毁最快,炉役后期则耳轴区和渣线部位损毁的快。
在炉底上涨严重时,耳轴侧炉帽部位也极易损坏,往往造成停炉。
在耳轴出现的“v”型蚀损,装料侧出现的“○”型浸蚀都是停炉的原因。
2.1.2炉衬损毁特点
1)观察镁碳砖与烧成砖在开新炉后的状态,其工作面的状态是不一样的,开新炉后镁碳砖的工作面有一层约10~20mm的“脱皮”蚀损,随着吹炼炉数的增加,炉衬表面逐渐光滑平整,砖缝密合严紧。
烧成砖则棱角清晰,砖缝明显,在开炉温度高时(>1700℃),则有大面积剥落、断裂损坏。
采用铁水——焦碳烘炉法开新炉时,镁碳砖炉衬未出现过塌炉及大面积剥落和断裂现象,开炉是安全可靠的。
2)随着吹炼炉数的增加,镁碳砖经高温碳化作用形成碳素骨架后,其强度大大提高,抗浸蚀能力越来越强,因此在装料侧应采用镁碳砖砌筑,有利装料侧炉衬寿命的提高。
3)由于镁碳砖炉衬表面光滑,炉渣对其涂层作用及补炉料的粘合作用欠佳。
4)镁碳砖有汽化失重现象,炉役末期,倾倒面(炉帽)易“抽签”,造成塌落穿钢,必须认真观察维护。
5)由于镁碳表面光滑,砌完砖后频繁摇炉,倾倒面下沉,与炉壳间有30~100mm的间隙,容易发生熔化和粉化,出钢口不好,容易漏钢,炉壳粘钢严重,拆炉困难。
6)镁碳砖不易水化,采用水泡炉衬拆炉时,倾倒面砌易水化砖,可不必用拆炉机。
2.1.3炉衬损毁的原因
在高温恶劣条件下工作的炉衬,损坏的原因是多方面的,主要原因有以下几个方面:
(1)机械磨损。
加废钢和兑铁水时对炉衬的激烈冲撞及钢液、炉渣强烈搅拌时造成的机械磨损。
(2)化学侵蚀。
渣中的酸性氧化物及(FeO)对炉衬的化学浸蚀作用,炉衬氧化脱碳,结合剂消失,炉渣侵入砖中。
(3)结构剥落。
炉渣侵入砖内与原砖层反应,形成变质层,强度下降。
(4)热剥落。
温度急剧变化或局部过热产生的应力引起砖体崩裂和剥落。
(5)机械冲刷、钢液、炉渣、炉气在运动过程中对炉衬的机械冲刷作用。
在吹炼过程中,炉衬的损坏是由上述各种原因综合作用引起的,各种作用相互联系,机械冲刷把炉衬表面上的低熔点化合物冲刷掉,因而加速了炉渣对炉衬的化学浸蚀,而低熔点化合物的生成又为机械冲刷提供了易冲刷掉的低熔点化合物,又如高温作用,既加速了化学浸蚀,又降低了炉衬在高温作用下承受外力作用的能力,而炉内温度的急剧变化所造成的热应力又容易使炉衬产生裂纹,从而加速了炉衬的熔损与剥落。
2.1.4镁碳砖炉衬的损坏机理
根据对使用后残砖的结构分析认为:
镁碳砖的损坏首先是工作炉衬的热面中碳的氧化,并形成一层很薄的脱碳层。
碳的氧化消失是由于不断的被渣中铁的氧化物和空气中氧气氧化所造成的,以及碳溶解于钢液中或砖中的MgO对碳的汽化作用,其次是在高温状态下炉渣浸入脱碳层的气孔及低熔点化合物被熔化后形成的孔洞中和由于热应力的变化而产生的裂纹之中。
浸入的炉渣与MgO反应,生成低熔点化合物,致使表面层发生质变并造成强度下降,在强大的钢液、炉渣搅拌冲击力的作用下逐渐脱落,从而造成了镁碳砖的损坏。
从操作实践中观察到,凡是高温过氧化炉次(温度>1700℃,FeO>30%),不仅炉衬表面上挂的渣全部被冲刷掉,而且进而浸蚀到炉衬的变质层上,炉衬就象脱掉一层皮一样,这充分说明高温熔损,渣中(FeO)的浸蚀是镁碳砖损坏的重要原因。
图5是镁碳砖蚀损示意图。
提高镁碳砖的使用寿命,关键是提高砖制品的抗氧化性能。
研究认为,镁碳砖出钢口是由于气相氧化一组织结构恶化一磨损侵蚀被蚀损的。
2.2影响炉衬寿命的因素
2.2.1炉衬砖的材质
A镁砂
镁碳砖质量的好坏直接关系着炉衬使用寿命,而原材料的纯度是砖质量的基础。
镁砂中MgO含量越高,杂质越少,可以降低方镁石晶体被杂质分割的程度,能够阻止熔渣对镁砂的渗透熔损。
如果镁砂中杂质含量多,尤其是B2O3,会形成2MgO·B2O3等化合物,其熔点很低,只有1350℃。
由于低熔点相存在于方镁石晶粒中,会将方镁石分割成单个小晶体,从而促使方镁石向熔渣中流失,这样就大幅度地降低镁砂颗粒的耐火度和高温性能。
为此,用于制作镁碳砖的镁砂,一定要严格控制ωB2O3在0.7%以下。
我国的天然镁砂基本上不含B2O3,因此在制作镁碳砖方面具有先天的优越性。
此外,从图-6可以看出,随镁砂中ωSiO2+Fe2O3的含量的增加,镁碳砖的失重率也增大。
研究认为,在1500~1800℃温度下,镁砂中SiO2先于MgO与C起反应,留下的孔隙使镁
图6镁碳砖失重率与镁砂杂质含量的关系
碳砖的抗渣性变差。
试验指出,在1500℃以下,镁砂与石墨中的杂质向MgO和C的界面聚集,随温度的升高所生成的低熔点矿物层增厚;在1600℃以上时,聚集于界面的杂质开始挥发,使砖体的组织结构松动恶化,从而降低砖的使用寿命。
如镁砂中m(CaO)/m(SiO2)过低,就会出现低熔点的含镁硅酸盐CMS、C3MS2等,并进入液相,从而增加了液相量,影响镁碳砖使用寿命。
所以保持m(CaO)/m(SiO2)>2是非常必要的。
镁砂的体积密度和方镁石晶粒的大小,对镁碳砖的耐侵蚀性也有着十分重要的影响。
将方镁石晶粒大小不同的镁砂制成镁碳砖,置于高温还原气氛中测定砖体的失重情况,试验表明方镁石的晶粒直径越大,砖体的失重率越小,在冶金炉内的熔损速度也缓慢。
如图-7所示。
实践表明,砖体性能与镁砂有直接的关系。
只有使用体积密度高、气孔率低、方镁石晶粒大、晶粒发育良好、高纯度的优质电熔镁砂,才能生产出高质量的镁碳砖。
图7方镁石晶粒大小与
砖体失重率的关系
图8石墨中SiO2含量
与砖体蚀损指数的关系。
B石墨
在制砖的原料中已经讲过,石墨中杂质含量同样关系着镁碳砖的性能。
研究表明,当石墨中ωSiO2>3%时,砖体的蚀损指数急剧增长。
图-8中所示石墨的ωSiO2含量与镁碳砖蚀损指数的关系。
C其他材料
图9树脂与砖体显气孔率及体积密度的关系
树脂及其加入量对镁碳砖也有影响。
学者们用80%烧结镁砂和20%的鳞片石墨为原料,以树脂C为结合剂制成了试样进行实验。
结果表明,随树脂加入量的增加,砖体的显气孔率降低;当树脂加入量为5%~6%时,显气孔率急剧降低;而体积密度则随树脂量的增加而逐渐降低。
其规律如图9所示。
加入金属添加剂是抑制镁碳砖氧化的手段。
添加物种类及加入量对镁碳砖的影响也不相同。
可以根据镁碳砖砌筑部位的需要,加入不同金属添加剂。
图5-10为添加金属元素Ca对砖体性能的影响;图5-11为加入A1、Si对镁碳砖氧化指数的影响。
从图10可以看出,随钙含量的增加,砖体的抗氧化性、耐侵蚀性等都有提高;当钙含量超过一定范围时,耐蚀性有所下降。
抗渣实验表明,加钙的镁碳砖工作表面粘附着一层薄而均匀致密的覆盖渣层。
在这个覆盖渣层下面的原砖表面产生MgO+Ca→CaO+Mg(气)的反应,从而增强了覆盖渣层的性能,减少了镁蒸汽的外逸,同时在渣层与原砖之间形成了1~1.5mm厚致密的二次方镁石结晶层。
因而大幅度地提高砖体在低温、高温区域的抗氧化性能和在氧化气氛中的耐蚀性。
添加钙的镁碳砖残余膨胀低,因此也增强了镁碳砖的体积稳定性。
所以,这种镁碳砖特别适合砌筑于转炉相当氧枪喷嘴部位和钢水精炼钢包渣线部位。
加入Si、A1金属添加剂后,可以控制镁碳砖中石墨的氧化,特别添加金属铝的效果尤为明显;但加铝后砖体的线膨胀率变化较大,砌筑时要留有足够膨胀缝。
研究认为,同时,
图10钙含量对镁碳砖性能的影响
—脱碳层厚度与Ca含量的关系(1400℃×3h);
—蚀损指数与Ca含量关系
图11加入金属添加剂Si、A1与镁碳砖氧化指数的关系
—Si与Al添加剂与镁碳砖氧化指数的关系;
—Si与Al添加剂与镁碳砖线胀系数的关系
加入Si、Al时,在温度低于1300℃时,随ωSi/ωAl比值的降低,即ωAl的含量增加,砖体的抗氧化性增强;若温度高于1300℃到1500℃,随ωSi/ωAl比值升高,即ωSi含量增多,抗氧化性也增强。
所以,在1500℃时,其ωSi/ωAl=1,添加效果最佳。
添加金属镁有利于形成二次方镁石结晶的致密层,同样有利于提高镁碳砖的耐蚀性能。
2.2.2吹炼操作
铁水成分、工艺制度等对炉衬寿命均有影响。
如铁水ω[Si]高时,渣中ω(SiO2)相应也高,渣量大,对炉衬的侵蚀,冲刷也会加剧。
但铁水中ω[Mn]高对吹炼有益,能够改善炉渣流动性,减少萤石用量,有利于提高炉衬寿命。
吹炼初期炉温低,熔渣碱度值为1~2,ω(FeO)为10%~40%,这种初期酸性氧化渣对炉衬蚀损势必十分严重。
通过熔渣中MgO的溶解度,可以看出炉衬被蚀损情况。
图-12熔渣碱度和FeO与MgO饱和溶解度的关系
1—碱度值为1.2~1.5,ω(MnO)=22%~29%;
2—碱度值为2.5~3.0,ω(MnO)=20%~26%;
3—碱度值为2.5~3.4,ω(MnO)=3%~7%
熔渣中MgO饱和溶解度,随碱度的升高而降低,因此在吹炼初期,要早化渣,化好渣,尽快提高熔渣碱度,以减轻酸性渣对炉衬的蚀损。
随温度升高,MgO饱和溶解度增加,温度每升高约50℃,MgO的饱和溶解就增加1.0%~1.3%。
当碱度值为3左右,温度由1600℃升高到1700℃时,MgO的饱和溶解度由6.0%约增加到8.5%。
所以要控制出钢温度不宜过高,否则也会加剧炉衬的损坏。
图5-12是熔渣碱度和FeO与MgO饱和溶解度的关系。
在高碱度炉渣中FeO对MgO的饱和溶解度影响不明显。
现将吹炼工艺因素对炉衬寿命的影响列表4。
我国与国外相比,炼钢工艺水平有一定差距,列表4对比。
表-4工艺因素对炉龄的影响及提高炉龄的措施
项目
对炉龄的影响
目标
工艺措施
铁水
条件
铁水Si含量高,渣量大,初期渣对炉衬侵蚀;S含量高,P含量高造成多次倒炉后吹,易使熔渣氧化性强,终点温度高,终渣对炉衬侵蚀加剧
稳定吹炼操作,提高终点命中率
铁水100%采用预处
理工艺,铁水ω[S]应≤0.04%,ω[Si]≤0.04%
冶炼
操作
前期化渣不良,炉渣碱度偏低,中期返干喷溅严重;后期氧化性强,炉衬受到强烈辐射,冲刷与化学侵蚀,炉衬蚀损严重
避免中期返干,
控制终渣TFe含
量不要过高
采用计算机静态控
制,标准化吹炼,提高
铁水装入温度,使用活
性石灰,前期快速成
渣;采用复吹工艺控制
喷溅和终渣TFe含量
终点
控制
高温出钢,当出钢温度≥1620℃后,每提高10℃基础炉龄降低约15炉;渣中ωTFe每提高5%,炉衬侵蚀速度增加0.2~0.3mm/炉,每增加一次倒炉平均降低炉龄30%;平均每增加一次后吹,炉衬侵蚀速度提高0.8倍
尽量减少倒炉
次数,控制终点温
度波动小于士10℃降低出钢温度
采用计算机动态控
制技术,避免多次倒炉
或采用不倒炉直接出钢技术,炉外精炼、加强钢包的周转和烘烤,降低出钢温度。
护炉
工艺
采用各种护炉工艺可提高炉龄3
倍以上;监测掌握炉衬侵蚀情况
进一步提高炉龄
采用激光监测炉衬蚀损情况,可综合砌筑炉衬,配合溅渣护炉技术和喷补技术
其他
减少停炉次数和时间,避免炉衬
激冷,防止炉衬局部严重损坏,维
护合理的炉型
提高转炉生产作业率
加强炼钢—精炼—连铸三位一体生产调度与管理
项目
美LTV公司
我国情况
我国的主要差距
工艺
及装
备水
平
转炉吨位/t
250
30~300
吨位小,多数公称吨位为30t以
下转炉生产负荷过大
吹炼制度
二吹一
三吹二
(或三吹三)
铁水处理能力
100%铁水
预脱硫
铁水预脱硫
量很少
绝大多数转炉不具备铁水脱硫
条件
钢水升温和
精炼能力
有
较少
多数转炉车间不具备升温和精
炼能力
连铸比/%
100
80
许多转炉厂采用100%连铸工艺
直接出钢能力
100%采用
副枪动态控制
少数采用
绝大多数转炉需2~3次倒炉才
能出钢
铁水
条件
铁水成分ω/%
Si含量较高,转炉渣量一般超过
100kg/t
Si
0.4
0.4~1.2
S
<0.015
0.04~0.08
S含量较高且波动较大
P
普通铁水
≤0.12
中磷铁水
0.18~0.40
对中磷铁水,P含量波动在
0.20%~0.45%
提V半钢
无
有
提V后ω[Si]含量为痕迹,ω[c]约
为3.50%
冶炼
控制
炉渣碱度
3.5
3.5~4.0
渣量/kg·t-1
60~80
80~150
渣中ωTFe/%
18~30
10~25
渣中ω(MgO)/%
11~12
4~8
应从改进炉衬材质,优化炼钢工艺加强对炉衬的维护等方面着手。
2.3.1炉衬材质
氧气转炉炉衬从砌筑焦油白云石砖到高镁白云石砖、轻烧油浸砖发展到今天,已经普遍的使用镁碳砖。
镁碳砖具有耐火度高,抗渣性强,导热性好等优点。
所以,炉衬寿命得到大幅度的提高。
此外,采用综合砌炉使炉衬的蚀损均衡,炉龄也有一定的提高。
2.3.2系统优化炼钢工艺
提高炉衬使用寿命,除了改进炉衬材质外,在工艺操作上也采取了相应的措施。
从根本上讲,应该系统优化炼钢工艺。
采用铁水预处理→转炉冶炼→炉外精炼→连续铸钢的现代化炼钢模式生产钢坯。
这样,进入转炉的是精料;炉外钢水精炼又可以承担传统转炉炼钢的部分任务;实现少渣操作工艺后,转炉只是进行脱碳升温;不仅缩短了冶炼周期,更重要的是减轻了酸性高氧化性炉渣对炉衬的侵蚀。
例如日本的五大钢铁公司于1991年铁水预处理比达85%~90%,到1996年转炉已经有90%钢水进行炉外精炼;所以,日本的转炉炉龄在世界范围内提高幅度较大。
转炉实现过程自动控制,提高终点控制命中率的精度,也可以减轻对炉衬的蚀损。
转炉应用复吹技术和活性石灰,不仅加快成渣速度,缩短冶炼时间,还降低渣中ωTFe含量,从而也减轻对炉衬的蚀损量。
2.3.3粘渣补炉工艺
氧气转炉在吹炼过程中,二个大面和耳轴部位损坏十分严重,堆补二个大面补炉料消耗非常大,耳轴部位难于修补。
粘渣补炉工艺即提高了炉衬寿命又降低了耐火材料消耗。
A粘渣补炉工艺操作
(1)终点渣的控制
造好粘终渣的关键是吹炼后期的操作,要掌握好如下的要点:
终点温度控制在中上限,而出钢的温度则由加入石灰石或石灰调在下限。
终点碳按上限控制,并避免后吹。
降低枪位使之距液面850mm左右,延长降枪时间≥2min使渣中(FeO)控制在10~12%。
增加渣中(MgO)含量,提高终渣熔点,出完钢后,根据炉渣情况加入适量菱镁石,把终渣(MgO)控制在12~14%。
炉渣粘度随炉渣碱度的升高而增加,炉渣碱度一般控制在3.4~3.5。
铁水中锰含量大于0.5%,对造粘终渣有利,出钢时随温度的下降,炉渣迅速变粘。
萤石加入量每吨钢不大于5kg,并在停吹前
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