精煉爐高侵蝕區(qū)是如何選擇耐火材料的?
發(fā)布時(shí)間:2020/11/17 行業(yè)新聞 標(biāo)簽:輕質(zhì)保溫磚瀏覽次數(shù):863
攪拌
所有爐外精煉法都裝有鋼水?dāng)嚢柩b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(yán)重。電磁感應(yīng)攪拌(SKF),—般則在攪拌器位置和攪拌器對(duì)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(yán)重侵蝕區(qū)應(yīng)采用高溫強(qiáng)度大的優(yōu)質(zhì)耐火材料如鎂鉻質(zhì)、高純鎂質(zhì)、鉻剛玉質(zhì)等。
溫度
一般精煉溫度高達(dá)1550~1700℃甚至1800C。對(duì)AOD爐曾進(jìn)行測(cè)定,當(dāng)最高溫度提高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(jīng)受最高精煉溫度和局部過(guò)熱的沖擊,且在該溫度下出現(xiàn)的液相量較少,能抵抗低粘度爐渣的侵蝕。因此,應(yīng)選擇純度和直接結(jié)合率高的堿性磚。間歇操作又會(huì)引起溫度波動(dòng),造成爐襯剝落,溫度波動(dòng)當(dāng)然越小越好,一般采用中間烘烤和縮短爐次間停歇時(shí)間,減小鋼包溫度變化以提高爐襯壽命。在冶煉允許條件下,采用抗熱震性最優(yōu)的鎂碳磚或用鎂鉻磚為好,若溫度急變雖大,但間歇時(shí)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(cè)壁用MgO-CaO系或MgO-Cr2O3砌筑,底部一般采用優(yōu)質(zhì)高鋁磚。
處理時(shí)間
精煉時(shí)間可長(zhǎng)達(dá)1~4h,鋼水在鋼包中處理時(shí)間越長(zhǎng),爐襯損毀越嚴(yán)重。因此,應(yīng)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(fā)速度隨溫度和真空度的提高而加大,爐渣滲透速度和數(shù)量也隨之加大。如LF(V)在高溫真空下的真空度可達(dá)67Pa以上,從而加速爐襯的損毀。耐火氧化物在真空中的穩(wěn)定度與其蒸氣壓解離能、結(jié)合相活化能有關(guān)。在常用耐火材料的幾種氧化物中,以Al2O3和CaO最穩(wěn)定。設(shè)若在MgO磚中或鎂鉻磚中加入Al2O3,可顯著降低磚的揮發(fā)速度。在1700℃,10-1Pa,Al2O3揮發(fā)速度僅為MgO的1/100,MA尖晶石為MK尖晶石的1/44。可見(jiàn),僅從真空揮發(fā)性考慮,采用高CaO的鎂白云石磚和含Al2O3的鎂鉻磚更好。平順耐材為您提供優(yōu)質(zhì)耐火材料。
精煉的鋼種
鎂鉻質(zhì)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(wú)鉻或低鉻鋼種時(shí),不宜采用鎂鉻質(zhì)磚襯,而應(yīng)使用鎂白云石磚或鎂磚。精煉超低碳鋼時(shí),為了避免可能性增碳,不宜采用鎂碳磚,應(yīng)用鎂鉻質(zhì)磚或鎂白云石磚為好。
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(diǎn)區(qū),高溫直接熱輻射甚至高達(dá)2000℃,加之渣的噴濺,使?fàn)t襯損毀速度急劇增大。電弧電壓和電弧功率的乘積反應(yīng)了爐壁的熱負(fù)荷,爐襯損毀與其關(guān)系式為
R1=PV/a2
式中,R1為耐火材料損毀指數(shù);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(zhǎng),電極與爐襯之間的距離越小,則爐襯損毀越嚴(yán)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。
渣的性質(zhì)
選擇熔渣的最佳組成,并在處理鋼水的過(guò)程中對(duì)熔渣進(jìn)行控制。在精煉過(guò)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(xué)組分不一樣,單獨(dú)處理的方法也不一樣。
1)流動(dòng)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(yán)重。在制品顯氣孔率一定的條件下,渣的流動(dòng)性越好,滲透磚中的量越大,渣蝕越嚴(yán)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(dòng)性越大,渣蝕越嚴(yán)重。
2)堿度
耐火材料應(yīng)盡可能與爐渣相適應(yīng),最大限度降低侵蝕速率,提高爐襯壽命。當(dāng)C/S>2.0時(shí),尖晶石就不穩(wěn)定,純鎂磚比鎂鉻磚杭渣蝕性好,選用鎂磚、鎂內(nèi)云石磚和鎂碳磚。當(dāng)C/S<;2.0時(shí),應(yīng)采用鎂鉻磚或鎂白云石磚。
從各種磚的高溫特性和國(guó)內(nèi)外精煉爐高侵蝕區(qū)實(shí)爐效果,歐美等以鎂鉻質(zhì)磚為主,日本則以鎂白云石磚最為普遍。結(jié)合我國(guó)資源條件,鎂鈣質(zhì)及其含碳制品和鎂碳磚是我國(guó)爐外精煉爐高侵蝕區(qū)用磚的研究重點(diǎn)。