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    行業新聞

    爐外精煉用耐火材料介紹

    作者:河南耐火材料廠日期:2018-05-22閱讀

    精煉爐用耐火材料對保證精煉過程的正常進行和精煉鋼的質量十分重要。盡管精煉方法多樣、操作各異,但鋼包內襯所處條件卻有許多共同之處,下面請看詳細介紹。
     


     

    爐外精煉是獲得高質量連鑄鋼水的重要環節?,F在轉爐一爐外精煉一連鑄或電爐一爐外精煉一連鑄已成了較普遍采用的模式。
    由于爐外精煉用耐火材料所處的工作環境十分惡劣,因此,要求其必須具有下列性能:
    (1)在高溫和真空下,耐火材料自身的揮發性要小。
    (2)在真空下,耐沸騰的鋼水的侵蝕和沖刷。
    (3)具有較高的熱機械性能。
    (4)具有良好的抗熱震性。
    目前在國內常見的爐外精煉裝置主要有:RH、DH真空脫氣裝置、LF、VAD、AOD和ASEA、SKF精煉包等。它們所用的耐火材料主要有:高鋁磚、鎂鉻磚、剛玉澆注料、鎂碳磚和白云石磚等。
    1、鎂鉻系耐火磚鎂鉻系耐火磚分直接結合鎂鉻耐火磚、再結合和半再結合鎂鉻耐火磚。鎂鉻耐火磚在爐外精煉爐如VOD、AOD以及RH浸漬管、真空室使用效果較好。鎂鉻耐火磚的損毀原因主要考慮熔渣滲入而使耐火磚體變質引起的結構剝落。目前,大部分國家限制使用鎂鉻耐火磚,一方面是由于其中的鉻會造成環境污染,另一方面價格相對鎂尖晶石磚或剛玉尖晶石澆注料更高,再有我國《產業結構調整指導目錄》(2007年本)也將“含鉻質耐火磚生產線”列限制類生產項目。
    2、鎂鋯系耐火磚
    鎂鋯系耐火磚主要為燒成鎂鋯耐火磚。鎂鋯磚在爐外精煉爐如RH浸漬管、真空室使用效果較好。鎂鋯磚的損毀原因主要考慮熔渣滲入而使耐火磚磚體變質引起的結構剝落。目前,鎂鋯磚沒有大量使用,一方面是由于其中的鋯會偏析,產品質量穩定性不好,另一方面價格相對鎂尖晶石磚或剛玉尖晶石澆注料更高。
    3、尖晶石系列耐火磚尖晶石系耐火磚分為富鎂尖晶石系耐火磚和富鋁尖晶石系耐火磚兩大類。其中的富鎂尖晶石系列耐火磚在精煉爐如VOD、AOD以及RH真空室和底部使用效果較好。鎂尖晶石磚的損毀原因主要考慮熔渣滲入而使磚體變質引起的結構剝落。其中的富鋁尖晶石系列耐火磚在精煉爐如RH真空室下部和底部、浸漬管外部使用效果較好。
    鋁尖晶石耐火磚的損毀原因主要考慮熔損和結構剝落。目前,尖晶石系列耐火磚逐步得到推廣應用,一方面是由于原耐火磚指標穩定可靠,產品質量可控性好,尖晶石本身具有的抗熱震性好、抗渣性好、強度高、高溫體積穩定性好等優點,明顯提高了耐火磚的性能,另一方面價格相對鎂鉻磚或鎂鋯磚更低,尤其是不燒耐火磚,節能減排效果好。
    真空高溫范圍大,與堿度變化大的爐渣接觸反應,并經受鋼水一熔渣一氣流的劇烈沖擊,以及電弧輻射熱和激烈的熱震作用。
    為此,研制能耐高溫、抗侵蝕、耐沖刷、抗熱震、在高溫真空下較穩定的耐火材料,對延長爐襯壽命、冶煉潔凈鋼,降低成本是至關重要的。
    選擇耐火材料的依據
    A溫度一般精煉溫度高達1550-1700℃甚至1800℃。對AOD爐曾進行測定,當溫度提高l0℃,耐火材料壽命則降低30%。要求耐火材料具有高的耐火性能,能經受精煉溫度和局部過熱的沖擊,且在該溫度下出現的液相量較少,能抵抗低粘度爐渣的侵蝕。因此,應選擇純度和直接結合率高的堿性磚。間歇操作又會引起溫度波動,造成爐襯剝落,溫度波動當然越小越好,一般采用中間烘烤和縮短爐次間停歇時間,減小鋼包溫度變化以提高爐襯壽命。
    在冶煉允許條件下,采用抗熱震性優的鎂碳磚或用鎂鉻磚為好,若溫度急變雖大,但間歇時間較短,使用鎂白云石磚較好。如LF(V)鋼包,渣線部位用MgO-C或MgO-Cr203砌筑,側壁用MgO-GaO系或MgO-Cr203砌筑,底部一般采用高鋁磚。
    B攪拌所有爐外精煉法都裝有鋼水攪拌裝置。VOD、VHD(VAD)、AOD等是氬氣攪拌,一般在爐底吹氬處和距吹氬較近的爐壁損毀較嚴重。電磁感應攪拌(SKF),一般則在攪拌器位置和攪拌器對稱位置爐襯損毀較重。由于攪拌作用造成鋼水及渣的劇烈沸騰,加速爐襯的損毀。
    因此,受沖刷嚴重侵蝕區應采用高溫強度大的耐火材料如鎂鉻質、高純鎂質、鉻剛玉質等。
    C處理時間精煉時間可長達1-4h,鋼水在鋼包中處理時間越長,爐襯損毀越嚴重。因此,應采用抗渣性好、高溫蠕變小的耐火材料。
    D真空耐火材料的揮發速度隨溫度和真空度的提高而加大,爐渣滲透速度和數量也隨之加大。如LF(V)在高溫真空下的真空度可達67Pa以上,從而加速爐襯的損毀。耐火氧化物在真空中的穩定度與其蒸氣壓解離能、結合相活化能有關。在常用耐火材料的幾種氧化物中,以Al203和CaO穩定。設若在MgO磚中或鎂鉻磚中加入A1203可顯著降低磚的揮發速度。在1700℃,10-1Pa,A1203揮發速度僅為MgO的l/100,MA尖晶石為MK尖晶石的l/44。
    僅從真空揮發性考慮,采用高CaO的鎂白云石磚和含A1203的鎂鉻磚更好。
    E正電弧加熱ASEA-SKF、VHD(VAD)、LF等精煉爐都用電弧加熱,前者用電磁攪拌、后者用氬氣攪拌。接近電弧的熱點區,高溫直接熱輻射甚至高達2000℃,加之渣的噴濺,使爐襯損毀速度急劇增大。工作電壓越大,電弧越長,電極與爐襯之間的距離越小,則爐襯損毀越嚴重。因此,盡量使用較低的電壓、大電流、短弧操作,控制電極極心圓越小越好。
    F精煉的鋼種鎂鉻質磚在還原氣氛的堿性爐渣下操作,磚中Cr203容易被還原成Cr。因此,精煉無鉻或低鉻鋼種時,不宜采用鎂鉻質磚襯,而應使用鎂白云石磚或鎂磚。
    精煉超低碳鋼時,為了避免可能性增碳,不宜采用鎂碳磚,應用鎂鉻質磚或鎂白云石磚為好。
    G渣的性質選擇熔渣的組成,并在處理鋼水的過程中對熔渣進行控制。
    在精煉過程中,渣的變化范圍大,渣組成取決于多種情況的影響,渣的化學組分不一樣,單獨處理的方法也不一樣。
    a堿度耐火材料應盡可能與爐渣相適應,限度降低侵蝕速率,提高爐襯壽命。當C/S&gt;2.0時,尖晶石就不穩定,純鎂磚比鎂鉻磚抗渣蝕性好,選用鎂磚、鎂白云石磚和鎂碳磚。當C/S&lt;2.0時,應采用鎂鉻磚或鎂白云石磚。
    b流動性爐襯的渣蝕取決于渣和耐火制品的接觸面積,接觸面越大渣蝕越嚴重。
    在制品顯氣孔率一定的條件下,渣的流動性越好,滲透磚中的量越大,渣蝕越嚴重。渣的粘度決定于其組成和溫度,一般酸性渣粘度大于堿性渣。
    控制熔劑如CaF2的加入量將有利于減輕爐襯的侵蝕。但堿度太小的渣又影響脫硫,還須二者兼顧。渣的溫度越高,粘度越小,流動性越大,渣蝕越嚴重。隨著連鑄和爐外精煉技術的發展,部分精煉過程從煉鋼爐轉移到鋼包中進行,鋼包不僅是儲運鋼水的容器,還擔負爐后鋼水的精煉處理。
    由于鋼水溫度提高,在鋼包內停留時間延長,加上精煉過程的攪拌和熔渣的侵蝕作用,對鋼包用耐火材料提出了更高的要求:
    (1)高溫作用下能形成半熔融狀態的致密層,并減少粘渣;
    (2)使用過程略有膨脹性,磚襯能形成一個整體,不開裂、不剝落;
    (3)鋼包為間歇作業,經受冷卻F&lt;高溫的反復熱循環作用,磚襯必須有良好的抗熱震性;
    (4)為保持鋼水的清潔度,要求鋼包襯有良好的耐侵蝕性,高溫下耐火材料盡量少熔入鋼水,
    (5)從經濟效益出發,要求鋼包襯有好的施工性能和價格適當。鋼包用耐火材料,已從定形制品向不定形材料演變,并向全不定形化發展。
    寰洋實業作為知名的耐火材料生產廠家,具有豐富的生產經驗和實踐基礎,始終站在行業發展的前沿,注重科技創新,不斷的加大對于新產品的開發力度,確保耐火材料能夠適用于更多的爐窯項目中,為更多的工程帶去福音。

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