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湖北RH精炼炉各部位使用耐火材料的情况

发表时间:2022-09-13 访问量:41544

RH炼钢精炼炉真空室上下部与喉口用耐火材料,由耐火砖厂家收集整理。

1.真空室上部用耐火材料:

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      RH真空室上部不直接与钢液接触,无钢液冲刷、熔渣侵蚀问题,为自由空间;炉衬寿命比较长。但由于抽真空、吹氩、吹氧,钢液的脱碳反应[C]+[O]→CO产生CO气泡,导致钢水喷溅,黏附于炉壁,甚至结瘤。中修时,为了除去结瘤冷钢,会造成炉壁耐火材料损伤。

      此外,RH真空室上部抽真空时,氧分压低;而停歇期空气进入,氧分压高,使镁铬砖中的氧化铁发生高低价态的转变而产生体积效应。真空室上部通常砌筑的是普通镁铬砖,显然也可采用一般铝镁尖晶石砖。但不宜采用镁碳砖,因为在真空条件下,会促进镁碳砖自耗反应:MgO+C→Mg(g)+CO(g)的进行。RH真空室上部也可用Al2O3-MgO·Al2O3浇注整体衬或喷补整体衬。

2.RH真空室下部、底部与喉口用耐火材料:

      RH真空室下部、底部与喉口等部位用的耐火材料衬砖主要要经受:高速循环流动的钢液冲刷;炼超低碳钢如IF钢、硅钢等钢种时要进行较长时间抽真空、吹氧脱碳过程,钢液中Fe、Si、Mn、Al元素会氧化,形成氧化铁含量高的酸性渣,以及喷吹脱硫剂粉形成的熔点低、流动性好的CaO-CaF2-Al2O3系渣的侵蚀与渗透。如前所述,镁钙砖在抗氧化铁酸性渣以及CaO-CaF2-Al2O3渣的熔蚀与渗透上都不佳,抗冲刷能力也不如镁铬材料;因此,在真空室下部、底部与喉口等部位不宜用MgO-Ca0砖砌筑。已有的研究结果表明:在抗冲蚀、抗铁硅酸性渣与脱硫渣的侵蚀与渗透方面,较好的耐火材质是Cr2O3含量较高的直接结合镁铬砖,其中以熔粒再结合的镁铬砖或基质中Cr2O3含量较高、气孔微细化的镁铬砖更为合适。因此,在RH炉的真空室下部、底部与喉口等部位应砌筑高温烧成的良好的直接结合镁铬砖。但含Cr2O3耐火材料在氧化气氛与强碱性氧化物如Na2O、K2O或CaO存在下,三价铬(Cr3+)能转变为六价铬(Cr6+)。六价铬化合物易溶于水,而CrO3可以以气相存在,对人体有害,污染环境。因此,近年来,不少研究者从事了无铬耐火材料的研究,希望取代含Cr2O3耐火材料。在RH精炼炉真空室下部进行了实际试验的主要有以下两种材质。

(1)MgO-Y2O3砖:

      K.Shimizu等研究开发了MgO-Y2O3砖,并将其砌在RH炉真空室下部,包括底部与喉口,进行了一个炉役的完整使用试验,其使用周期如图24所示。结果表明,在炼超低碳钢时间总和所占百分比相同条件下,其使用周期与常用的镁铬砖相当,认为可以取代镁铬砖。用后MgO-Y2O3砖的炉渣渗透层较薄,并在热面附近发现有高熔点新矿物相Ca4Y6O(SiO4)6生成。这可能是炉渣中的CaO与SiO2同砖中Y2O3反应的结果,从而抑制了炉渣的渗透。由于炉渣渗透层薄,用后砖裂纹位置又不在炉渣渗透层与原砖层之间的边界处;因此认为,其裂纹与剥落不是结构剥落引起,而是由热剥落引起的。

      为了提高MgO-Y2O3砖的抗热剥落性,K.Shimizu等又在MgO-Y2O3砖中加入了MgO·Al2O3,经1400℃水冷热震试验表明,MgO-Al2O3-Y2O3材料经4次热震后才破坏,而MgO-Y2O3砖与常用的镁铬砖都只经两次热震就被破坏了。说明加入尖晶石到MgO-Y2O3砖是可以提高抗热剥落性的。但他们对其所研发的MgO-Y2O3中的Y2O3含量没有示出。估计是在砖的基质中加入的,其量不会太多。因Y2O3是稀有元素的氧化物,资源有限,价格高,若用量大,推广上会遇到问题。

既然MgO-Y2O3砖在RH炉上有如此好的效果,MgO-ZrO2材质可能也会不错。建议今后开展MgO-ZrO2材料的研究与使用试验。

(2)低碳镁碳砖:

      镁碳砖由于砖中含C,而C在Fe液中溶解度大,极易溶于钢液,不利于炼超低碳钢。炼超低碳钢时,由于抽真空、吹氧、处理时间较长,温度高,C易被氧化,也会促进砖的自耗反应:MgO(s)+C(s)→Mg(g)+CO(g)向右进行,对镁碳砖是不利的。但低碳MgO-C砖用于冶炼碳含量不是太低的钢种,则是完全可以的。

      建议今后开展用MgAlON(MgO含量较高的)代替石墨制作MgAION结合的电熔或烧结镁质(或尖晶石)制品的研究,并在炉外精炼炉上进行试验,以适应超低碳钢种迅速增长的要求与需要。


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