精炼钢包用耐火材料的分析
发布日期： 2018-03-26 10:11:00 阅读量（644） 作者：钢包精炼型炉外精炼的简称。其特点是比钢包处理的精炼时间长(约60～180分钟)，具有多种精炼功能，有补偿钢水温度降低的加热装置，适于各类高合金钢和特殊性能钢种(如超纯钢种)的精炼。真空吹氧脱碳法(VOD)、真空电弧加热脱气法(VAD)、钢包精炼法(ASEA-SKF)、封闭式吹氩成分微调法(CAS)等，均属此类;与此类似的还有氩氧脱碳法(AOD)。
在真空精炼装置中，VAD和ASEA-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ASEA—SKF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C、Si、A1、Ti和Mn等同耐火材料成分的反应也是造成耐火材料蚀损的原因。
在上述条件下精精炼钢包使用的耐火材料应具备以下性能：
(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1750。C以上，而且精炼操作过程中，熔渣碱度约在0.6～4.0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。Al2O3、ZrO2和CaO质耐火材料稳定，而MgO、SiO2和Cr2O3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MgO—C砖或MgO—CaO—C砖作为渣线部位内衬耐火材料，低蚀区域部位则以Al2O3一Spinel(MgO)质耐火浇注料筑衬。
精炼钢包渣线选用MgO—C砖还是MgO—CaO—C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MgO—SiO2系(低碱度渣)熔渣中，MgO—CaO—C砖具有较高的抗侵蚀能力。其原因是2MgO—CaO颗粒接触MgO—SiO2系渣时，由于MgO—CaO砂中溶出的fCaO会立即同熔渣反应，生成高熔点的2CaO·SiO2和3CaO·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MgO—CaO—C砖内衬的耐用性。
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