炉外精炼炉用耐火材料提高寿命课件.ppt

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1、炉外精炼用耐火材料提高寿命的途径及其发展动向一、概述2006年，我国钢产量4.188亿吨。其中不锈钢530万吨，特殊钢1300万吨,出口钢材4300万吨，进口高档钢材1851万吨。炉外精炼的主要任务是除去钢中杂质与夹杂物、脱气、调整化学成分和均匀化等。采用的手段有吹氧、吹Ar脱碳，电加热或化学加热，调温，真空脱气，喷入脱硫粉剂，吹Ar或电磁搅拌使夹杂物上浮排除，加合金调整钢液成分与成分均匀化等。炉外精炼的种类与方法甚多，主要有VAD或VHD，AOD，VOD，DH，RH，RH-OB，ASEA-SKF，LF,LF-VD，CAS等。随着对钢质量、品种与成本的要求，炉

2、外精炼设备也在不断改进与变化。例如RH过去只是钢液循环流动真空脱气，减少钢中杂质与夹杂物。现在RH真空室顶部及下部炉墙装置有氧枪、吹Ar喷嘴等，可以吹O2进行钢液真空脱碳，吹Ar搅拌，喷脱硫粉剂等。于是有了RH-OB或RH-TOB，RH-KTB，RH-MFB与RH-PB等。上世纪八十年代中期以前发展较多的是AOD、VOD、VAD等，90年代以后发展最快的是能吹O2、吹Ar、喷粉剂的RH以及LF与LF-VD。由于LF投资少，操作简便；而RH对钢水质量有保证，因此LF与RH发展甚快。我国大部分钢厂都有LF精炼钢包，宝钢、武钢、鞍钢、本钢与攀钢等都建了有吹O2的RH

3、精炼设备［1］。由于精炼钢条件对耐火材料十分严酷，耐火材料的使用寿命一般不高，其中，VOD炉衬寿命至今仍然是最低的，低的只有几炉，一般为十几炉至二十几炉。因此，在炉外精炼生产各种优质钢的成本中，耐火材料的费用占有不小的份额。VOD主要用来生产超低碳不锈钢，RH-OB等可生产超低碳薄板钢（无间隙原子IF钢），氧含量在0.001%以下的超洁净轴承钢，以及输送天然气、石油的耐侵蚀管道钢等高端钢种。一般不锈钢则大部分是由AOD炉精炼出的。碳素优质或低碳合金钢多由LF或LF-VD精炼出。炉外精炼的种类与方法甚多，在此主要以生产高端产品，精炼条件对耐火材料严酷的VOD与R

4、H-TOB为代表来介绍提高炉外精炼用耐火材料寿命的途径以及耐火材料的发展动向。二、VOD与RH-TOB精炼过程造成蚀损严重部位的原因。1、VODVOD精炼过程如图16[2]所示。从图16可知在超低碳不锈钢精炼过程中，真空度可达0.5~1torr（66~133Pa），精炼温度在1650~1750℃，精炼时间在1小时以上。VOD侵蚀最严重部位是渣线区域，通常砌筑的是直接结合镁铬砖。在脱碳期渣中含有大量Cr2O3，粘度大，对耐火材料蚀损不大。但在脱碳期末与还原期初，在~1750℃高温下加入Si以还原渣中Cr2O3，使渣中Cr2O3含量降低、SiO2含量增加，变为低碱

5、度CaO-SiO2-Al2O3-MgO渣，渣的流动性大增，这种渣对耐火材料侵蚀性与渗透性甚强；再由于加入CaO-CaF2-Al2O3渣脱硫和真空度高；因此在此时期，耐火衬蚀损最大[3]。AOD炉则是吹Ar的风口与风口区域及渣线，LF-VD蚀损最严重部位也是渣线区域。2.RH-TOBRH-TOB精炼过程的真空度达到0.5torr（66Pa），精炼温度在1560~1650℃，较VOD低；精炼一炉时间半小时左右。RH-TOB一炉役后的侵蚀情况如图17所示。RH精炼容器蚀损严重的部位是浸渍管（SnorkelorImmersiontube）中的上升管（Up-leg）的吹

6、Ar孔、上升管与下降管（Down-leg）同真空室底部（Bottomofvacuumchamber）交接处的喉口（Throat），这些部位蚀损严重的原因是:（1）浸渍管内外同时浸泡在高温钢液中，（2）浸渍管内孔受到每分钟达30~80t钢液循环流动的冲刷，（3）精炼一炉后，保温不容易，下一炉次浸渍管又再次突然浸入盛有1600℃左右钢液的盛钢桶中，经受剧烈温度变化的冲击。RH真空室下部与钢液接触的容器壁，由于顶吹O2提高钢液温度但也使钢液表面的上部区域发生二次燃烧，形成高温；吹氧也使钢液中一些元素氧化形成了CaO/SiO2比低的FeOx-SiO2-MnO酸性渣，因

7、此真空室下部侵蚀也较大[7-8]；但比浸渍管与真空室底部要轻；一般浸渍管耐火衬的寿命只是真空窒下部衬砖寿命的20%~30%[9]。真空室下部与浸渍管通常砌筑的都是优质直接结合镁铬砖。RH-TOB真空室上部炉衬蚀损较轻，真空室中部炉衬蚀损也不厉害；可用稍次的直接结合镁铬砖或一般镁铬砖。三、提高炉外精炼用耐火材料寿命的途径1.选择合适的耐火材质，进行综合砌炉，对易蚀损部位即时进行喷补根据精炼钢种、精炼条件与蚀损原因来选择合适的耐火材质。选择耐火材质时，钢的质量是第一位的。选用的材质不能对钢的质量产生负面影响。1）抗精炼渣实验及镁铬与镁钙材料的组成设计我们曾用旋转圆

8、柱体试样法，测定过镁铬样（M-K）和镁