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炼钢铁水包、钢包、中间包用耐火材料的配置方案

发布日期: 2020-10-16 10:48:15    阅读量(127)    作者:蔡常青

包含了装盛液态铁水、液态钢水容器的内衬及相关护炉、保温材料,具体可分为铁包包衬、转炉炉衬、钢包包衬和中间包包衬及相关配套的出钢口、滑动水口、连铸三大件等定形耐材和补炉料、耐火泥、干式料、浇铸料、引流砂、覆盖剂、保护渣等不定形散状料等130多种。

1、铁水包

铁包承担着从高炉出铁口承接铁水并将铁水兑入转炉进行冶炼的任务。

铁水通常的温度范围约1200~1370℃,其服役过程要承受剧冷剧热的冲击,因此要求铁包耐材要承受频繁的冷热变化,而且包衬要保持刚性不得因冷却受热过程中耐材解体或产生缝隙。

1.1砖衬铁包

砖衬铁包所使用的工作层主要耐材为低铝碳化硅碳砖,永久层为三层粘土砖,低铝碳化硅碳砖具有抗冲刷和不粘渣等性能,较钢水包的镁碳砖有较低的价格和较好的性能,砖衬铁包主要用于铁路运输铁水。

1.2整体浇铸铁包

厂房内兑铁水用的铁包,用浇注料整体浇铸而成,浇铸的材质为Al-SiC质,其工作周期紧凑,承受剧冷剧热的程度比铁路线上运输的铁包的低,因此寿命较铁路线上的要长。

近年来,加厚铁包底部冲击区厚度设计以延长寿命,对铁包包口涂抹防粘渣剂,降低因包口粘渣处理对铁包寿命的影响,铁包的寿命逐年增加。

表1近年来的铁包寿命情况

2、钢包

钢包担负着载运钢水和进行炉外精炼的双重任务。

钢包内钢水温度范围约为1550~1620℃,钢包服役过程中要承受剧冷剧热的冲击。由于精炼钢包的使用条件极为苛刻,电弧对渣线部位和包壁部位侵蚀非常严重,导致耐材超前损毁,成为制约其使用寿命的主要原因,因此对钢包砖衬比铁包砖衬要求高。

2.1钢包永久衬

钢包用浇注料为刚玉—尖晶石浇注料,具有良好的抗渣侵蚀性和抗渗透性以及优良的耐剥落性能,可以很好地抵制上述蚀损,目前钢包永久衬一个服役周期约1.5年。

2.2钢包工作衬

钢包工作衬主要为铝镁(碳)质耐火材料,为提高钢水包寿命,对于钢包渣线砖、透气砖、滑板及水口砖等关键部位的耐火材料,应保持与钢水包衬寿命同步。

2.3底吹透气砖

钢包底部预埋透气砖,通过氩气的搅拌作用对钢水温度和成分进行有效均匀化,并使非金属夹杂物顺利上浮,三钢闽光采用缝隙式透气砖,一个钢包役期寿命内更换2个透气砖。

2.4钢包上水口与滑板

钢包上水口是钢包内钢水流入中间包的通道,而滑板是控制流入中间包钢水量的大小,其材质均为镁碳质,寿命达不到工艺要求时,需进行更换。

表2近年来钢包使用寿命情况

3、中间包

中间包内钢水温度约为1470~1560℃,因中间包在浇铸完毕要留一定厚度的余钢,而下线时塞棒和余钢冻在中间包内,下线的中间包冷却后连工作衬一起拆除,属于一次性服役后工作衬即报废,因此对中间包工作衬的要求不如钢包的高。

3.1永久衬浇铸料

中间包永久衬通常使用铝硅系浇注料,根据中间包的使用条件,该浇注料应具有良好的强度、体积稳定性和抗热震性。三钢闽光中间包采用D57浇铸料,一个服役周期寿命约700~800炉。

3.2工作衬干式料

中间包镁质干式工作衬具有施工简便,烘烤热效率高,钢渣与永久衬容易脱离,中间包周转快,钢水质量提高,使用寿命长等优点得已广泛应用,其主要原料为电熔镁砂,根据钢种的不同的中间包龄按10~40炉控制。

表3近年来中间包使用寿命情况

4、连铸三大件

长水口、塞棒和浸入式水口是实现连铸的关键功能耐火材料,其使用性能直接影响连铸效率和钢坯质量。

4.1大包长水口

长水口的主要功能是在钢水浇注过程中隔断空气,防止钢水的二次氧化及氮气的吸入,长水口的材质为铝碳质,普钢寿命为9~10炉,品种钢按2~6炉控制。

4.2塞棒

整体塞棒是控制中间包注入结晶器中的钢水流量,保证连铸生产的关键部件。塞棒的材质有镁碳质和铝碳质,分别用在含铝钢种与普碳钢上,寿命因钢种控制在10~40炉不等。

4.3上水口

在塞棒控流浇钢系统中,中间包上水口是钢水流入结晶器的分配器,外层为铝碳质内层镶高熔点ZrO2质,其耐侵蚀,扩径慢,与其他材质上水口相比,可明显提高单个中间包的连续浇钢时间。

4.4浸入式水口

浸入式水口的主要作用是防止钢水的二次氧化,控制钢水的流动状态,促进夹杂物上浮以及防止结晶器保护渣卷入钢水中,无论是板坯还是方坯浸入式水口均采用铝碳质。

连铸“三大件”除塞棒及中间包上水口必须与中间包寿命保持同步外,大包长水口与浸入式口可通过变渣线或更换并新的来保持与中间包寿命同步。

表4近年来连铸“三大件使用”寿命情况

5、其它

定形耐材还包括铁包的冲击砖,钢包底部的冲击砖、座砖等,中间包的冲击砖、冲击板、挡墙、挡坝、座砖、异型坯、黏土坯等。

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