炉外精炼用耐火材料种类、性能大全及技术指导【值得收藏】

精炼炉用耐火材料及相关技术,对保证精炼过程的正常进行和精炼钢的质量十分重要。尽管精炼方法多样、操作各异,但钢包内衬所处条件却有许多共同之处。如真空高温范围大,与碱度变化大的炉渣接触反应,并经受钢水-熔渣-气流的剧烈冲击,以及电弧敷设热和激烈的热震作用。

为此,研制能耐高温、抗侵蚀、耐冲刷、抗热震、在高温真空下较稳定的优质耐火材料,对延长炉衬寿命、冶炼洁净钢,降低成本是至关重要的。二次精炼用典型耐火材料见表1。

表1  二次精炼用典型耐火材料

一、钢包精炼装置用耐火材料

1、LF(V)钢包用耐火材料

a.渣线用耐火材料  渣线区处于高碱度炉渣、高应力条件下,损毁十分严重。因此选用耐侵蚀、抗热震的优质镁碳砖较多。LF(V)钢包渣线用砖的理化性质见表2。

表2  LF(V)钢包渣线用砖的理化性能

b.炉壁用耐火材料 LF炉炉壁一般使用高铝砖。但传统的高铝砖虽然耐蚀性好,但炉渣渗透较严重,引起结构剥落,耐用性不稳定,加之炉渣渗透部位收缩而产生裂纹,导致损毁。因此,耐火砖中添加适量镁砂,由于加热时形成尖晶石的膨胀,避免了开裂。在镁砂配料中添加10%左右的碳和适量预合成镁铝尖晶石,进一步提高了砖的抗侵蚀性。LF炉包衬理化性能见表3.

表3  LF炉包衬理化性能

2、ASEA-SKF(电弧加热电磁搅拌精炼)法钢包用耐火材料

瑞典通过电气公司(ASEA)与瑞典轴承公司(SKF)联合开发了该精炼装置。这种装置集低频电磁搅拌、常压下电弧加热、真空脱气、造渣精炼、真空吹氧脱碳于一体。目前,20~260t范围精炼法处理量在内,并且还增加了喷吸粉末和吹氩搅拌装置。

ASEA-SKF精炼法在生产中采用中型渣或高碱度炉渣冶炼脱硫钢种,渣线部位采用镁碳砖、镁铬砖、镁砖、镁白云石砖;侧壁与包底用75% Al2O3的高铝砖,钢水线下部用铝碳砖、对于无需脱硫操作,渣线用高质量的高铝砖(Al2O3>85%),包底用浇注料是发展方向。ASEA-SKF内衬用砖的性质见表4。

表4  ASEA-SKF内衬用砖的性质

二、不锈钢精炼装置用耐火材料

1、VOD(真空吹氧脱碳精炼)法用耐火材料

VOD装置与钢包脱气装置基本相同,不同之处是从真空室顶盖中心插入氧枪进行吹氧脱碳。VOD精炼炉衬渣线部位用镁铬砖或镁钙质砖;侧壁一般用镁铬、镁钙质砖等,底部也使用镁铬砖、高铝砖。所用碱性砖的性能见表5。

表5  VOD内衬用碱性砖的性质

2、AOD(氩氧脱碳精炼)法用耐火材料

AOD法护型与转炉相似,从偏口型向容易砌砖的直口型发展。炉体的支承用耳轴,可任意倾转角度。AOD法冶炼操作中炉渣组成和性质变化很大,碱度从初期渣低碱度0.6左右变化至高碱度4.0~4.5左右或者更高。耐火材料内衬在高温下遭受强腐蚀性的碱性渣的侵蚀作用。AOD炉衬材质在美国、英国主要采用镁铬砖。在我国及欧洲国家注重发展镁钙质砖及碳含量相适应的白云石砖等。从材质上要求纯度高、低杂质。AOD炉用耐火材料的性能见表6。

表6  AOD炉用耐火材料的性能

三、RH/RH-OB真空处理装置用耐火材料

1958年德国Ruhrstahl公司和Heraeus公司联合开发的循环脱气法称RH法。RH-OB法是对RH精炼法的改进,不同点是为了补偿钢水的热损失,在RH中采用喷氧加热方法既具有垂杨功能的循环法。

RH耐火材料内衬在真空密封条件下工作。通常使用条件包括高温(约1600℃)操作、热循环(高达600℃)、气压循环(从大气常压至66.66Pa),高速的钢水流动以及同侵蚀性渣和氧化铁熔融物接触。具有吹氧功能的RH-OB循环法,提高了抽气能力,加剧了真空室内钢水的飞溅,强化了精炼操作,吹氧急剧加速了耐火材料的损毁。

RH/RH-OB真空室一般选用镁砖、镁铬砖、高铝砖及高铝耐火浇注料,耐火材料必须具有统一的耐侵蚀性及抗热振等性能。

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