超低碳钢用钢包无碳衬砖的开发与应用

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1、.超低碳钢用钢包无碳衬砖的开发与应用吴松根钟凯邵俊宁（首钢技术研究院）（首钢迁钢公司）摘要为满足超低碳钢冶炼需要，避免连铸过程钢包内衬向钢水增碳，开发了无碳刚玉尖晶石钢包砖，结合渣线低碳镁碳砖在迁钢210吨钢包上进行了应用，寿命达到120次以上。这种钢包作为超低碳钢生产盛运和精炼容器，RH处理结束后，不会给钢水带来增碳。关键词超低碳钢，钢包，无碳砖在超低碳钢的生产过程中，即使钢水经RH炉真空脱碳、脱气处理后达到了规定的碳含量要求，但从它出精炼站一直到连铸过程结束，还会与许许多多含碳的材料接触，比如与含碳的钢包耐材、中间包耐材、中间包覆盖剂、结晶

2、器保护渣等接触，使钢水中的碳含量增加，造成铸坯中的碳含量超出规定要求，从而生产不出合格的产品。迁钢产品定位为以汽车板和高牌号管线钢等为代表的高端精品板材。2006年11月，迁钢RH真空精炼炉投产，并开始了汽车用深冲、超深冲钢的试制。初期由于采用普通含碳钢包（包衬渣线镁碳砖C≥14%、包壁铝镁碳砖C7～10%）作为盛装和精炼钢水的容器，致使钢水增碳较高。通过对超低碳钢增碳情况的调查发现：RH精炼结束后，普通含碳钢包每10分钟约向钢水增碳2ppm。因此，为了满足超低碳钢及高等级品种钢冶炼要求，开展了钢包工作衬耐火材料材质改进研究，实现钢包工作衬的无

3、碳化。1研究过程word资料.迁钢原210吨普通含碳钢包，平均使用寿命70次左右。钢包工作衬耐火材料无碳化改造的目标一是要满足超低碳钢连铸过程不增碳、无污染的要求，二是要满足提高其使用寿命，降低耐火材料消耗的要求。1.1使用条件迁钢主要工艺装备有：2座2650m3高炉，3座铁水包单吹颗粒镁脱硫扒渣设施，3座210吨转炉，LF、RH、CAS精炼炉各一座，2台双流板坯连铸机，2台8流方坯连铸机，1套2250热连轧机组，年产钢450万吨。迁钢一期冶炼工艺主要为LF和CAS精炼，冶炼钢种为Q215B、Q235B、Q345B、T-Q345、HRB335D

4、、HRB335等，精炼温度普通钢1580～1620℃，品种钢1610～1680℃，精炼时间35分钟。迁钢二期的冶炼工艺主要是LF和RH精炼，冶炼钢种主要是超低碳钢、汽车板钢等，精炼温度为1610～1680℃，精炼时间为35分钟。可见，二期钢包面临的使用条件非常苛刻：1）钢液温度高；2）钢流循环运动加剧，冲刷磨损严重；3）炉渣碱度高；4）钢液停留时间延长，耐材与钢水接触时间增加；5）高温真空作用，耐材损耗增加。冶炼超低碳钢以碱性渣为主，化学成分见表1。表1炉渣的典型化学成分（wt%）试样CaOSiO2MgOTFeAl2O3MnOR139.8347

5、.5517.65718.53911.2554.9935.276241.4495.9527.49519.45010.9314.3666.963341.2519.2216.59220.1809.6083.5374.474435.4217.0387.19821.21416.9314.7115.0331.2原料选择由于试验砖主要针对迁钢二期冶炼工艺条件，因此，采用的钢包衬材料一要无碳化、二要高档化，尽可能减少对钢水的污染。word资料.根据迁钢冶炼工艺、钢种、冶炼温度及钢渣碱度等条件进行分析，迁钢210吨大型钢包熔池和包底试验砖拟采用刚玉一尖晶石体系。

6、选择刚玉、电熔镁砂、尖晶石、氧化铝微粉等为主要原料，其化学组成见表2。表2主要原料的化学组成（wt/%）原料名称Al2O3MgOCaOFe2O3SiO2刚玉99.440.06—0.150.09电熔镁砂0.3996.860.710.200.80电熔尖晶石74.4823.080.840.390.47氧化铝微粉99.55——0.040.11硅微粉———0.2592.65试验砖基质的主成分为刚玉和镁砂细粉，使在高温下反应形成尖晶石，以产生良好的抗侵蚀能力和抗渣能力，并希望在砖的表面形成挂渣层，以减小渣的侵蚀，提高包壁砖的使用寿命。图1为Al2O3-Mg

7、O-SiO2三元系相图。基质组成处于该相图的Al2O3-3Al2O3·2SiO2-MgO·Al2O3（A-A3S2-MA三元相区）区域内，系统最低共熔点温度为1575℃。1.3性能试验1.3.1镁砂细粉加入量的影响镁砂细粉可与基质中的刚玉在高温下生成尖晶石，提高试验砖的抗侵蚀、抗渣渗透能力，并使砖产生微膨胀，防止钢水从砖缝钻钢。但如果镁砂加入量过大，砖在使用过程中生成过量尖晶石，导致高温下坯体过度膨胀而变疏松，气孔率增大，高温强度下降，造成砖的体积不稳定，抗侵蚀、抗渣渗透能力降低，在使用过程中产生结构性剥落。图2为电熔镁砂细粉量与线变化的关系。

8、根据试验，综合考虑，确定镁砂细粉加入量为（4+2a）%左右比较合适。word资料.图1Al2O3-MgO-SiO2三元相图图2线变化与电熔镁砂含量的关