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        爐外精煉爐高侵蝕區用耐火磚選擇的依據

        時間:2017-11-09 17:28 作者:Aimee點擊:


        溫度

        一般精煉溫度高達1550?1700℃甚至1800C。對AOD爐曾進行測定,當溫度提高10℃,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-Cr2O3砌筑,側壁用MgO-CaO系或MgO-Cr2O3砌筑,底部一般采用高鋁磚。

        爐外精煉

        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),—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。

        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。
        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Al2O3和CaO穩定。設若在MgO磚中或鎂鉻磚中加入Al2O3,可顯著降低磚的揮發速度。在1700℃,10-1Pa,Al2O3揮發速度僅為MgO的1/100,MA尖晶石為MK尖晶石的1/44??梢?,僅從真空揮發性考慮,采用高CaO的鎂白云石磚和含Al2O3的鎂鉻磚更好。

        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。電弧電壓和電弧功率的乘積反應了爐壁的熱負荷,爐襯損毀與其關系式為

        R1=PV/a2

        式中,R1為耐火材料損毀指數;P為電弧功率;V為電弧電壓;a為電極與爐壁距離。

        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。

        精煉的鋼種

        鎂鉻質磚在還原氣氛的堿性爐渣下搡作,磚中Cr2O3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。

        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。

        1)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>2.0時,尖晶石就不穩定,純鎂磚比鎂鉻磚杭渣蝕性好,選用鎂磚、鎂內云石磚和鎂碳磚。當C/S<2.0時,應采用鎂鉻磚或鎂白云石磚。

        2)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??刂迫蹌┤鏑aF2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。

        從各種磚的高溫特性和國內外精煉爐高侵蝕區實爐效果,歐美等以鎂鉻質磚為主,日本則以鎂白云石磚為普遍。結合我國資源條件,鎂鈣質及其含碳制品和鎂碳磚是我國爐外精煉爐高侵蝕區用磚的研究重點。



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