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钢包精炼装置用耐火砖

在真空精炼装置中,VADASEA-SKF等不是独立的炉子,而是和作为处理容器的钢包联合使用。所以,它们又被称为钢包精炼装置。

VAD的操作步骤是2钢包注入钢液后送入真空室,边抽真空边采用电弧加热。而ASEASKF的操作步骤除了与VAD精炼钢包一样,需要对钢液进行电弧加热外,还需要进行电磁搅拌。钢包精炼技术的发展完全改变了以往钢包内衬对耐火材料的要求。因为2

(1)即使使用了钢包炉盖的隔热板,精炼钢包的热循环仍然相当大。因此,耐火材料的损毁也会比一次炼钢炉大。

(2)钢包移动和提升时,较薄的耐火工作衬内部会出现热机械裂纹。

(3)高的出钢温度以及某些类型的搅拌带来蚀损。

(4)由石灰、铝酸钙和萤石等造成的过热熔渣对耐火内衬产生高度侵蚀。

(5)通常缺少渣的保护层和喷补层,这些与用来延长一次炼钢炉的寿命是相同的;

(6)真空导致耐火材料成分的挥发以及钢水中CSiA1TiMn等同耐火材料成分的反应也是造成耐火材料蚀损的原因。

在上述条件下使用的耐火材料应具备以下性能2

(1)高温耐蚀性。精炼钢包在温度和时间方面都要求非常严格,最高温度往往达到1750C以上,而且精炼操作过程中,熔渣碱度约在0.64.0内变化,所以,内衬耐火材料受到渗透能力极强的酸性熔渣和碱性熔渣的侵蚀,使耐火材料蚀损速度加快。

(2)高的抗渗透性。强渗透性熔渣容易渗透进入耐火材料的气孔内,会使耐火材料变质,产生结构剥落,导致耐火材料超前损毁。

(3)高温耐磨性。强制搅拌激起钢液夹带熔渣流动,对耐火材料内衬产生非常显著的冲刷和高温磨损作用,由此导致其超前蚀损。因此,要求耐火材料具有高强度和高耐磨损性等特性。

(4)高温真空的稳定性。在真空操作的条件下应用的耐火材料应具备较好的真空稳定性。Al2O3ZrO2CaO质耐火材料稳定,而MgOSiO2Cr2O3质耐火材料不稳定,失重速度大。不过,实际操作却证明,低温对耐火材料的真空挥发性的影响较小,只是到高温时,其挥发损耗才会明显。

(5)抗热震性。精炼钢包的容器是钢包,所以急冷急热频繁,而且是间歇操作,使用条件苛刻。为了适应这种严酷的使用条件,应选用具有高抗热震性的耐火材料砌筑内衬。

为了满足以上操作条件,早期一般选择高性能的直接结合镁铬砖,再结合或半再结合镁铬砖,奈何砖砌筑精炼钢包渣线部位的内衬,而以高铝砖砌筑精炼钢包低蚀区域部位的内衬。当今,由于考虑到环境保护的要求,大部分钢包都已经无铬化,而代之以MgOC砖或MgOCaOC砖作为渣线部位内衬耐火材料,低蚀区域部位则以Al2O3Spinel(MgO)质耐火浇注料筑衬。

精炼钢包渣线选用MgOC砖还是MgOCaOC砖,主要取决于精炼钢种、熔渣特性和操作条件实验结果表明,在MgOSiO2(低碱度渣)熔渣中,MgOCaOC砖具有较高的抗侵蚀能力。其原因是2MgOCaO颗粒接触MgOSiO2系渣时,由于MgOCaO砂中溶出的fCaO会立即同熔渣反应,生成高熔点的2CaO·SiO23CaO·SiO2固化密积于内衬工作表面,使接触涂渣层熔渣高黏度化,并在内衬表面形成坚固的保护层,从而提高MgOCaOC砖内衬的耐用性。


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