提高柳钢rh耐材使用寿命的实践

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1、提高柳钢RH耐材使用寿命的实践摘要：介绍柳钢RH炉耐材损毁机制及典型损毁方式，调查分析损毁状况与原因，提出优化真空室砌筑与安装、维护与使用的措施，实施后插入管使用寿命提高到100炉以上，下部槽达190炉以上。关键词：RH；耐材；损毁；砌筑；使用与维护1前言柳钢1号RH精炼设备于2009-04投产，插入管和下部槽平均使用寿命分别是30炉和69炉，普遍过低，非正常原因导致下线的真空室也比较多。主要表现在下部槽工作层拱起及熔损过快而导致下部槽发红甚至穿漏。出现下部槽寿命低于插入管寿命的情况，造成RH下部槽大修频繁，严重影响了RH炉的连续作业

2、率。针对出现的问题，本文从剖析RH炉衬损毁机制入手，可望通过优化真空室砌筑、使用及维护方式，优化操作水平，有效地提高插入管和下部槽的寿命。2RH内衬损毁机制及典型损毁方式2.1RH内衬损毁机制RH内衬用的耐火材料主要是镁铬砖。镁铬砖的损毁主要是熔渣对方镁石的溶解和在砖中的渗透引起结构剥落。炉渣沿着裂纹渗入砖内形成低熔点液相,变质层与原砖层之间存在的密度差异,铁的价态变化造成镁铬砖的体积变化,是导致镁铬砖的结构剥落的主要原因。气体-炉渣-钢水的强烈涡流冲蚀以及炉内温度的变化则对镁铬砖的剥落损毁有促进作用。由于RH炉结构复杂，冶炼钢种较多

3、，损毁因素可概括为：操作温度、炉内温度变化、气氛变化、机械应力、熔融钢水循环、与炉渣的反应、钢水喷溅及吹氧等。这些作用因素造成镁铬砖组织劣化和裂纹生成，导致镁铬砖发生剥落和腐蚀[1]。图1显示了RH真空炉典型的熔损情况。图1RH真空炉典型的熔损情况2.2RH内衬的典型损毁方式（1）氧化铁的影响。对镁铬砖损毁影响较大的一个因素是槽内铁的氧化物。这是在精炼操作中，内衬上附着的钢水发生氧化而产生的FeO使镁铬砖中的颗粒失去结合，造成镁铬颗粒、镁砂颗粒流出，劣化了镁铬砖的显微结构，削弱了砖的耐火性能。同时，FeO降低了-6-CaO-SiO2-

4、A1203系渣的黏度，使渣进一步渗入到砖中，从而造成渣渗透层致密化，改变了渣渗透层耐材的物理及化学性能。（2）高温剥落。经测试表明，镁铬砖具有较大的热膨胀率(见图2)，而RH工作是间歇式的，处理时槽内温度最高在1600℃～1800℃，待机时由于冷空气的进入使槽温骤降至1200℃，甚至更低。温度的波动使镁铬砖内产生热应力而产生平行于工作面的内裂纹，另外，由于槽壁冷却过程中在工作面上所渗入裂纹的钢水发生凝固造成工作层砖中不连续的应力产生，这些应力的产生导致裂纹产生，这些裂纹常平行于工作面，进而导致砖面剥落[2～3]。图2RH用镁铬砖膨胀率

5、与测试温度图（3）吹氧的影响。吹氧升温时高达1800℃的炙热钢水的高速冲刷、砖缝处氧化铁与氧化镁的剧烈反应以及Cr2O3的优先蒸发，成为RH炉槽底及侧壁砖出现异常蚀损的直接原因。氧压的变化起的氧化还原作用，由于气氛的变化导致了FeO和Fe2O3的可逆反应。如果氧化反应和还原反应经常交替发生，则伴随铁价态变化的体积效应会引起制品松散，气孔率增大。另外，由于二次燃烧使飞溅或附着在槽壁上的金属氧化，生产对耐火材料有害的FeO造成镁铬颗粒、镁砂颗粒流出，降低材料的高温强度和热震稳定性[1]。（4）生产工艺的影响。在采用BOF→LF→RH生产工

6、艺生产管线钢、优质碳素板等钢种时，LF炉脱硫所用脱硫剂主要是石灰和萤石。钢水经LF炉处理后，脱硫剂成分萤石依然在钢包渣中。而萤石的存在使镁铬砖更容易被侵蚀，因为萤石能降低渣的黏度，增加渣的流动性，使镁铬砖中的尖晶石溶解，增大镁铬砖在熔渣中的溶解度，从而破坏耐火材料的显微结构，使耐材受到侵蚀。（5）结构方面存在的问题。RH炉衬耐火材料由于高温剥落及炉体机构不稳定造成耐火砖上浮而引起的损毁，均可通过改变炉体结构来解决。具体而言，就是要使砖工作面小型化和正方形化，探讨炉底砖缝方向，改变环流管最下段砖的承受结构等方式。3真空炉耐材的损毁分析转

7、炉炼钢厂RH真空炉所用耐火材料类型及使用部位：电熔镁铬砖：插入管、环流管、下部槽、合金加料口；半再结合镁铬砖：中部槽；直接结合镁铬砖：热弯管。3.1热弯管及中部槽热弯管的耐火材料不与钢水和熔渣直接接触，故一般损毁较少。热弯管耐材损毁主要表现在更换真空室时温度变动产生的热震造成托砖板脱焊塌砖；或热弯管和中部槽的分离时冷钢对耐火砖的机械剥落。-6-中部槽主要是受冷钢侵蚀，或由于高温剥落，使耐火砖遭到损毁。另外，还有合金加料口的磨损和伴随中部槽和下部槽的装卸时温度变动而产生的热震或冷钢对耐火砖的机械剥落。3.2下部槽及环流砖下部槽及环流砖是

8、与钢水直接接触的部位。下部槽耐材的损毁是由于钢水机械冲刷及熔渣的渗入所致，尤其渗入的熔渣在吹氧过程中在砖内部形成了变质层，在变质层内或变质层与末变质层之间产生了龟裂和剥落，造成组织结构的破坏，加之环流钢液的机械冲刷，造成