转炉炉衬侵蚀的主要因素分析
发布日期： 2019-12-13 08:53:24 阅读量（739） 作者：张红转炉炼钢的金属料主要是铁水(表1)，水钢100t转炉铁水消耗为970~1000kg/t钢，占总装入量的90%左右，废钢主要以生铁、螺纹钢切头、连铸方坯的切头、切尾为主(表2)。
表1铁水成分和温度
表2 转炉炼钢废钢消耗/(kg·t-1)
转炉炉衬侵蚀主要有：
(1) 铁水和废钢对炉衬的冲击;(2)冶炼过程钢水、炉渣及炉气对炉衬的机械冲刷;(3)炉渣、炉气对炉衬的化学侵蚀;(4)急冷急热对炉衬的损害;(5)氧气射流对炉衬的冲刷。
100t转炉的炉容量为92-95t，顶吹氧气流量为18000~19500m3/h、在1炉钢吹炼结束出完钢水后，对转炉内衬的冲刷深度进行评估，图1中横坐标是以转炉内底部最低点为0点向上开始计算的转炉中心线高度。从图1可见，在不同枪位下，氧气射流对炉底冲刷深度相差不大，熔池部分炉衬冲刷最为严重，随着枪位升高，炉衬熔池部分冲刷深度增加。对于熔池以上炉壁部分，随着枪位高度的增加，冲刷侵烛程度逐渐变弱。
图1 不同枪为的氧气射流对各部位炉衬的冲刷深度
炉渣熔化性能影响冶炼过程和溅渣护炉，进而影响炉衬寿命。
1、铁水中V、Ti的影响
通过热力学计算确定含钒钢渣中钒的存在形态为V2O5，钛的存在形态为TiO2。V2O5降低钢渣熔化性温度的影响甚于FeO。当V2O5含量低时，V2O5对CaO-SiO2系炉渣熔化性温度的作用是十分
显著的，特别是当CaO/SiO2≥1.5时，其降低率最大。因此，炉渣中V2O5的存在对镁碳砖炉衬将产生不利影响。含TiO2的碱性炼钢渣系，在炉渣碱度为2.1、TiO2为4%~6%时，其炉渣的发泡幅度最大。泡沫化严重，炉内反应激烈，增强了金属及炉渣对炉衬的侵蚀。
2、渣组分对炉渣熔化温度的影响
(1) 渣中TFe：转炉终渣碱
度为3.5~4.0，6%~10%MgO，实验测得渣中TFe对渣的熔化温度有明显影响，如图2(a)所示，渣中TFe含量增加时，炉渣溶点降低，根据经验公式：熔化温度=0.7498×MgO%+4.5017×R-10.5335×TFe+1582，式中R为渣的碱度，当TFe含量达到20%以上时，熔化温度范围是1320~1395℃。
(2) TiO2：TiO2含量每增加1%，终渣半球温度约降低5℃，TiO2含量为3.5%，使半球温度降低17.5℃。
(3) Al2O3：在无Fe2O3的情况下，炉渣中的Al2O3是不会降低炉渣的液相线温度的，炉渣中的Al2O3含量为1.25%，对炉渣的熔化温度影响不大。
(4) MnO：MnO对炉渣熔化温度的影响比MgO较小，在碱度1.5时可略提高炉渣熔化温度，对炉衬不但无害而且是有益的。
(5) MgO：由图2(b)可见，增加MgO含量可明显提高其熔渣的半球温度。
图2 渣中TFe（a）和MgO含量（b）对炉渣熔化温度的影响
3、炉渣熔化速率的影响因素
(1)低TFe渣。转炉终渣(FeO)为10%~15%时，当(TiO2)从0.85%分别增加到2%、4%和6%时，该渣的熔化速率指数分别从1.1提高到5.1、8.1和8.9，Al2O3从1.8%增加到4%和6%时，熔化速率指数分别从1.1提高到5.1和4.1，即在低TFe炉渣中，TiO2和Al2O3提高渣的熔化速率。
(2)高TFe渣。转炉终渣(FeO)为20%-25%时，当(TiC)2)从o.85%分别增加到2%、4%和6%时，该渣熔化速率指数分别从8变化为8.1、8.7，无显著变化，Al2O3从1.8%增加到4%和6%时，熔化速率指数从8增至9和9.5，提高幅度很小，即在高TFe炉渣中，TiO2和Al2O3不影响渣的馆化速率，因为在高TFe条件下，炉渣粘度低，所以TiO2和Al2O3的影响很小。
通过对炉渣熔化性能的探讨，得出：(1)降低渣中TFe含量不但提高了炉渣熔化温度，也能减少因Fe2O3高导致MnO对炉渣的不利影响，提高溅渣效果，达到长寿炉龄的目的;(2)控制好前期泡沫化喷溅，保证去磷效果及渣量，减少喷溅造成的炉衬冲刷;(3)对Al2O3含量高的高TFe炉渣而言，保证一定的MgO含量及SiO2含量，可减少Al2O3对炉渣溶 点温度的影响;(4)降低转炉渣中FeO含量-(FeO)，将提高溅渣护炉效果;(5)造成钒钛铁水冶炼过程中炉渣变稀的主要因素为V2O5、TiO2和Al2O3，V2O5与CaO或MgO形成低熔点化合物溶解炉衬表面，TiO2与FeO和MnO形成低熔点化合物渗透剥落炉衬。MnO与CaO或MgO均形成高溶点的固溶体，对保护炉衬有益。在低Fe2O3含量情况下，Al2O3炉衬是无害的。
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