抚钢炉外精炼用耐火材料的现状及发展

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1、抚钢炉外精炼用耐火材料的现状及发展薄永明(东北特钢集团抚顺特殊钢股份有限公司技术部)摘要本文简要介绍了抚钢炉外精炼的形式，分析了炉外精炼钢包内衬及功能元件用耐火材料的现状，探讨了提高精炼钢包寿命需要解决的问题，提出了今后钢包用系列耐材的研制应用及发展方向。关键词炉外精炼形式钢包功能元件现状发展1前言为了适应钢铁工业发展的需要，二炼钢在八十年代从德国引进了VHD/VOD炉(见表1)，二炼是抚钢高合金钢、高温合金电极棒的生产单位，是抚钢品种生产线的重要部分。表1主要设备数量产地投产时间水平电弧炉10吨3台5吨1台3吨1台国

2、产精炼炉VHD/VOD30/60吨各一台德国海拉斯1979年国际先进注：原老一炼已经在抚钢运行六十年，而且装备落后，设备能力小，消耗高，于二OOO年拆除，将一台3吨炉移植到二炼钢。原四炼钢更名为一炼钢。新一炼是抚钢的效率生产线的重要组成部分。该分厂从九十年代初期陆续从国外引进先进的设备(见表2)，打造了国内乃至世界一流的炼钢生产线。表2主要设备数量产地投产时间水平超高功率电弧炉（UHP）50吨一台60吨一台德国Crupp公司德国Fuchs公司1992年2001年国内先进国际先进炉外精炼60吨LF（VD）两台国产1992

3、年2001年国内先进先进的生产工艺和设备需要相应的优质耐火材料相配合，炉外精炼苛刻的工艺条件对耐火材料提出了更高的要求，耐火材料的使用寿命已成为制约炉外精炼处理能否正常进行的关键环节。因此，只有不断研制开发新产品，改进提高现有产品的性能，发挥耐火材料衬里的全部效能，获最佳的经济效益，才能满足炼钢生产的需要。2抚钢炉外精炼的形式及耐火材料的使用情况2.1炉外精炼的形式炉外精炼作为电炉――模铸（连铸）生产的中间环节，起到提高产量、保证质量、净化钢水及调节成份的作用。因此，在模铸（连铸）生产中，要提供化学成份、气体含量及夹杂

4、物合格的钢水，必须进行炉外精炼。抚钢炉外精炼有四种形式：VHD、VOD、LF、VD。VHD：为带加热的真空脱气。从原理上与VD炉基本一致，但具备加热功能，结合老式电炉可以冶炼一些高合金比的钢种。VOD：真空下吹氧去碳。在真空下利用碳的脱氧能力大于硅、铬等合金的原理进行去碳升温。利用VOD可以冶炼碳小于0.02%的超低碳不锈钢,二炼是抚钢合金比高的品种钢的生产单位。LF：是ladlefurnace的简写。一炼钢LF的功率为10MVA，升温速度为4－5℃/min。电炉的无渣出钢为精炼提供了良好的条件。LF脱硫迅速、控制温度

5、、成份精确，并通过氩气搅拌使夹杂物充分上浮，大幅度提高了钢水的纯净度和稳定性。LF不仅使钢水质量大幅提升，还是电炉与连铸之间的缓冲，使连铸参数的稳定控制成为可能。VD:vacuumdegassing的简写。VD使钢水在真空下充分去气（H2、N2），并进一步脱硫、脱氧，使钢水更加纯净。经VD处理的钢水，硫含量最低可达0.003%以下，H2可以达到2ppm以下，N2可以达到60ppm以下。四种方法对比见表3。表3项目设备VHDVODLFVD精炼形式真空电弧加热脱碳真空吹氧脱碳法钢包精炼真空脱气钢种合工、合结等主要用于不锈钢

6、的冶炼轴承钢、合工钢、合结钢等轴承钢、合工钢、合结钢等特点1真空脱气；2成分温度微调。1真空脱气；2真空去碳保Cr，冶炼低碳不锈钢和超低碳不锈钢。1对钢水加热升温和保温（电弧加热）2均匀钢水成分和温度（底吹氩搅拌）3减少钢水夹杂物、降低氧含量（底搅拌、脱氧剂、还原渣）4造还原渣脱S及喂丝处理1脱氧、脱硫；2氩气搅拌，去气去夹杂；3精调温度与成分。4减少金属夹杂，提高钢水纯度。2.2耐火材料的使用情况耐火材料材质与性能决定了精炼装置的使用寿命，四种精炼方式选用耐火材料情况见表4。表4项目设备VHD/VODLFVD耐火材料

7、材质与寿命炉盖电极孔中心区采用不烧高铝电炉顶砖，炉盖周边采用烧成高铝电炉顶砖。VHD炉盖寿命110-130次,VOD炉盖寿命30-35次。预制整体炉盖是发展趋势。1＃LF选用刚玉质浇注料预制整体炉盖。寿命稳定使用在150次以上。2#LF炉盖采用全水冷装置。真空罐采用刚玉质浇注料预制整体炉盖。寿命稳定使用在120次以上。3精炼钢包用耐材系统存在的基本问题及发展方向3.1钢包衬用耐材目前，抚钢炉外精炼钢包衬主要以镁碳砖为主。近年来，由于冶炼低碳钢、超低碳钢和提高钢包寿命的需要，已开发出无碳钢包衬，使炉外精炼钢包寿命大幅度提

8、高。同时，钢包衬的无碳化、碱性化也是冶炼洁净钢的新需要，是钢包衬用耐材的发展方向。无碳材料有整体浇注料（主要为刚玉－尖晶石质、刚玉－氧化镁质浇注料）、浇注预制块、无碳机压成型砖（铝镁质或铝尖晶石质）。众所周知，砖砌衬一般皆由砖缝先侵蚀，而整体浇注料恰恰弥补了这一点，况且热震性极好，使用寿命高。但是，与砖砌衬相比整体浇注料在实际应用