影响钢包耐火材料使用周期的操作有哪些？
发布日期： 2018-05-05 08:57:55 阅读量（3214） 作者：近年来，国内中、大型钢包渣线用镁碳砖，其他部位用刚玉-尖晶石质或铝镁质浇注料或铝镁碳砖，且2、3个渣线和包底砖与1个熔池衬相平衡，使耐火材料的单耗在2～4kg/t。但还有采用低档次的砖砌钢包，使用寿命低，没有修补，一次性更换，导致了耐火材料单耗高。不单单是材料本身对钢包衬寿命有影响，其操作环境也是影响钢包使用周期的重要因素，具体如下：
1、钢包的温度
在以往的文章中我们对钢包温度对耐火材料使用周期的影响做过一次深度的分析。分析表明，钢包内钢水温度越高，溶解侵蚀越快，使用寿命越低。钢包内钢水温度的增加显著增加了侵蚀速度。钢包精炼的一个重要过程就是经过电弧加热、电磁搅拌加热、加发热剂或吹氧等输入热能而导致了钢包温度的提高，导致了钢包衬的侵蚀速度加快和使用寿命降低。
2、钢水在钢包停留的时间
钢水在钢包内停留时间分为出钢时间(2～7min)、精炼时间、停留时间和浇钢时间。这些时段对耐火材料衬的侵蚀程度是不一样的。在出钢过程中，钢水对包衬的冲击力导致局部冲刷损耗，同时由于强烈搅拌导致渣与耐火材料的反应侵蚀也很激烈。在精炼过程中，精炼时间越长，渣与耐火材料反应越多，熔蚀量越大，即钢包的使用寿命就越低，包衬的使用寿命随精炼时间延长而线性地减少。停留期间，随着时间延长，界面反应层增厚，反应物和生成物要经过很长时间的扩散，侵蚀是由扩散控制的。根据扩散动力学方程可知，侵蚀量与停留时间的平方根成正比，因此，停留期间包衬耐火材料侵蚀较慢。
3、钢渣对钢包的影响
钢渣对钢包耐火材料使用周期的影响主要表现在3个方面：
1)渣碱度的影响;
渣中的碱度，即CaO/SiO2比例，反映了渣对不同耐火材料的侵蚀性和渣本身的黏度及液化温度。这些研究要从渣图集去分析。由于渣中CaO/SiO2的变化，导致了渣液相量、液化温度、渣黏度和化学组成的变化，而这些变化又与钢包壁耐火材料相互作用，生成更低温度的液相，进入渣本体内，导致了耐火材料的熔蚀消耗。
2)渣氧化性的影响;
目前精炼钢包渣线多用镁碳砖，镁碳砖易氧化，受渣的氧化性影响较大。渣的氧化性越强，越易氧化和侵蚀镁碳砖。
3)渣粘度的影响。
渣向耐火材料渗透深度与渣黏度的平方根成反比。因此渣黏度降低，导致扩散深度增加，即渣黏度降低，会使耐火材料反应变质层加厚，导致了侵蚀增加。渣渗入的耐火材料层的耐火度降低，烧结致密度增加，与耐火材料原始层的热膨胀等性能差异增加，在钢包间歇使用过程中，导致渣渗透层裂纹和剥落，从而造成了耐火材料包衬损耗。
4、真空处理的影响
很多精炼设备具有真空处理功能，如LF-VD、VOD、RH和DH等。真空条件对耐火材料的损耗特别是含碳耐火材料具有很大影响。根据化学平衡原理，在真空条件下，将促进下列反应向右进行，造成耐火材料内部气化：MgO+C=Mg↑+CO↑，4MgO+2Al=3Mg↑+MgAl2O4，MgO+Si=Mg↑+SiO↑，5MgO+B4C=5Mg↑+CO↑+2B2O2↑。
5、超高温的影响
根据化学平衡原理，升高温度，使反应向右进行，这就造成了像真空条件一样的后果，即在超高温下，含铝粉、硅粉等添加物的镁碳砖包衬不会有好的使用效果，甚至会更差。因此在精炼钢包的使用过程中，应该控制超高温以及在高温的时间。
6、吹氩搅拌的影响
吹氩导致钢包渣表面的氧气浓度降低，而氩气本身对炉衬不产生腐蚀性，所以吹氩可以减少含碳耐火材料的氧化。因此，钢包吹氩，对包衬耐火材料侵蚀的影响并不是很严重
7、钢包处于盛钢—运输—精炼—停留—浇钢—翻渣—修理—等待(预热)交替进行的过程中，钢包的温度可从室温到1700℃不停地发生变化，这种温度波动会导致耐火材料包衬产生很大的应力。耐火材料在低温下是脆性材料，在这样温度波动的条件下，容易产生裂纹和剥落，从而导致了异常的损耗和降低了包衬的使用寿命。因此，要减少剥落和异常损耗，应该加快钢包周转和加强钢包预热保温，防止钢包等待接钢时的温降，由此可使钢包寿命提高30%以上。
8、普通钢包、LF、LF-VD、VOD由于各自的精炼条件不同，导致了侵蚀速度的差别为：钢包︰LF︰LF-VD︰VOD≈1︰2︰4︰8;或使用寿命差别为：钢包︰LF︰LF-VD︰VOD=(100～130)︰(50～70)︰(20～30)︰(12～20)≈8︰4︰2︰1，即耐火材料单耗为2.5、5、10和20kg/t。
上述侵蚀速度的差异体现在渣线等关键部位，这些部位只占包衬的极少一部分。如果通过用少量修补料进行修补维护，使用寿命就会提高，耐火材料单耗也会大幅降低。因此，冶金炉衬侵蚀的不均匀性给降低耐火材料单耗带来了很大的空间。
钢包操作对耐火材料使用周期的影响主要集中在以上8个方面，围绕这些优化耐火材料结构，降低耐火材料单耗，延长耐火材料使用周期。
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