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影响碱性氧气转炉耐火材料的使用条件

要了解不同因素对碱氧转炉耐火材料使用效果的重大影响,必须对炼钢方法本身有一定的了解。大体上说,碱氧法是用一简单的水冷管或氧枪把工业纯(含氧大于99.5)氧气高速地喷进熔池液面,使铁水和废钢中的杂质元素氧化。炉子借一固定的水平轴转动;转至水平位置加料和出钢,转至垂直位置吹氧,进行所需的反应。造渣剂主要为烧石灰、萤石和轧钢皮,按规定份量由顶上的储料系统加入,以造成性能合乎要求的渣子。形成的炉渣及其对不同耐火材料的影响,将在以后作更详细的介绍。

同乎炉法比较,碱氧转炉法的突出优点是熔池中碳的高氧化速率。在碱氧法中,这些氧化反应的速率约为平炉的15倍。在碱氧转炉中,由于熔池中的碳与高速氧气在运动状态紧密接触,从而发生高速的反应,自熔池析出的气体含一氧化碳(CO)极高。

例如,在氧气与熔池接触的界面处,算得的COCO2比高达1601。即使吹入大量的氧,离界面较远之处的COCO2比仍在71151的范围之内。因此,熔池中的高速反应不但使炼钢的进行加速,而且使耐火材料在吹炼过程中处于高度还原的气氛之下。碱氧法中的这些条佴:大大不同于平炉中所遇到的主要为氧化性的气氛。在乎炉,户氧化速率要慢得多,即使吹氧也是如此。

碱氧转炉中的温度和炉渣组成在吹炼过程中的变化。由精炼反应所生的热,使温度逐渐由2400oF上升到3000oF。熔池中的氧化铁含量,也由于不可避免地有些铁被氧化而有所增加。温度和氧化铁二者的最高水平在很大程度上与不同的操作条件有关。

石灰在熔池中的溶解速率对吹炼早期熔池的有效碱度有重要影响。由此可见,在提高氧气转炉的寿命和降低耐火材料消耗的方法时,应根据碱氧转炉耐火材料在每一炉钢中要遇到各种各样组成的炉渣和不同的温度,在设计耐火材料时必须考虑使共能抵抗这些可变的条件。

炉子与炉渣接触的面积在每炉钢的吹炼过程中也有变化。在大量形成CO的阶段,熔池大大地上涨,使炉渣和金属均与大部分的炉衬接触。在吹炼的其他阶段,例如装料或出钢时,渣子只与有限的炉衬面积接触。但不管是哪一种情况,碱氧法小发生的迅猛反应都是很有侵蚀性的,在设计碱氧转炉耐火材料时必须加以考虑。此外,炉子的某些部位如加料或碰撞区必须能经受熔化铁水流的磨损和()加料时废钢的冲击。对炉衬温度的关键性变化虽然了解得不详细,但每炉钢吹炼之初,冷废钢和较凉的铁水装入炉子时,炉衬耐火材料显然也得经受某种程度的温度急变。

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