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出钢口用耐火材料

作者:admin 发布日期: 2020-11-06 二维码分享

一、不同出钢形式的特点

普通的电弧炉出钢方式是槽式出钢。这种出钢由于电弧炉倾斜角度大,而对耐火材料的侵蚀快,使电弧炉衬寿命低,影响了炼钢效率;这种出钢对钢包的冲刷严重,也影响了钢包的寿命;这种出钢的缺点是钢水散流,而被氧化。严重影响了钢的质量;再就是难以做到留钢渣出钢。因留钢渣出钢可更充分利用热量使电耗下降,无渣进入钢包,可减少渣对耐火材料的侵蚀,因此槽式出钢不利于减少耐火材料的损耗和降低电耗。

为克服槽式出钢的这些缺点,在20世纪70年代末开发了偏心炉底出钢技术,我国在20世纪80年代开始使用电弧炉偏心炉底出钢技术。偏心炉底出钢有下列特点:(1)水冷壁面积可加大,耐火材料消耗和费用降低;(2)出钢快,不散流,减少空气氧化,能提高钢的质量;(3)易做到留钢无渣出钢,减少了热损失和对耐火材料的侵蚀。这可降低电耗和提高炉衬寿命。

当闸板关上时,从上边向出钢口里加满填料,然后可以装炉料炼钢。当闸板打开时,填料和钢水从出钢口留下来。闸板是机械机构,填料一般是镁质的,硅质的和橄榄石质的耐火材料。尾砖是镁质的,刚玉-碳化硅-炭质的和镁炭质的耐火材料。袖砖多采用镁质的和镁炭质的耐火材料。座砖一般是油浸再结合镁砖。在袖砖和座砖之间的缝隙一般用镁质填缝料。在使用过程中,主要是尾砖和袖砖的损坏,他们的寿命标志着出钢口的寿命或出钢口的更换次数。

 

二、出钢口用耐火材料的损耗机理

对烧成镁质袖砖和尾砖,热震剥落和钢水冲刷是主要的,对于MgO-C质袖砖和座砖,热震剥落不是主要的,主要是镁炭砖内炭的氧化形成较松散的脱碳层。然后,钢水冲刷掉脱碳层。由于某种原因,如供给功率低,未配精炼炉和某部分设备部件出故障,延误了操作,使钢在电弧炉里停留时间较长,或炼钢温度较高,或填料性能不好,在这些情况下会使填料烧结,有时钢水渗入出钢口填料里,凝固而把出钢口填料焊接在一起,打开出钢口闸板时,出钢口被堵住而放不出钢来。这种情况下,就要用吹氧管吹氧烧开出钢口。这会产生局部高温和过热,使烧成镁质袖砖热震剥落和机械磨蚀,使镁炭质袖砖发生高温化学腐蚀和机械磨损。这种局部损坏是严重的。应该选择高质量碱性填料和低的出钢温度以及短的炼钢时间。

对于出槽钢的侵蚀过程是这样的,由于它暴露在炉子外边,因此受到更强的抗热震的冲击和氧化。因为出钢时出渣,这导致了出钢槽被渣的侵蚀更严重。即在炼钢过程中,出钢槽受到了空气的氧化而形成松散的脱碳层,同时也受到冷空气的急冷造成出钢槽内部热应力,严重时产生裂纹。在出钢过程中,受到钢水的冲刷和炉渣的熔蚀,同时也受到钢水的急热造成钢槽内部热应力,严重时产生裂纹和剥落。

 

三、出钢口用耐火材料

出钢槽有砖砌筑的,现场捣打的或浇注成预制件。在材质方面,有用镁炭质、铝炭质捣打料、铝碳化硅炭质、沥青镁砖、高铝砖和高铝浇注料。在使用效果方面,含碳耐火材料的寿命较长。如果镁炭砖的性能做得好一些,寿命超过150次完全是有可能的。对于国外的情况,专门报告的资料较少,而从有关信息了解到:欧洲使用镁质捣打料、镁铬质捣打料、沥青油浸镁砖、Al2O3-O3-SiC预制件,而在出钢口部分多提供沥青浸渍镁砖或镁炭砖。由此看来,出钢槽用含碳材料为好。由于它易修补,而用Al2O3-SiC-C质浇注料会取得很好的使用效果。

偏心炉底出钢口.初使用一般镁砖砌筑,也有中间用一钢管浇注成的,有时也有用厚为25mm的薄壁陶瓷管或用2~3块电熔砖组成的。不过,通常是每经过50~70炉次之后,放一个钢管在中心,并在周围用高MgO含量捣打料或浇注料制成新的出钢口。这种材料的使用寿命较低,并且维护也比较麻烦。随着耐火材料技术的发展,管砖比较普遍使用镁炭砖,管砖之外用出钢口座砖。这样使用寿命一般在140~250次。当管砖损耗完毕后,可很快地安上新的袖砖,并在周围缝隙填充接缝料。接缝料一般是镁质捣打料或浇注料。有化学结合的,也有沥青结合的。在正常情况下,出钢口座砖是不容易坏的,主要使用的材质是沥青镁砂砖和烧成镁砖和镁炭砖。

这里指得指出的是,尾砖受到很强的热震和氧化,因此有些钢厂选用抗热震性更好的铝碳化硅碳砖。在提高尾砖使用寿命方面,应更重视抗氧化性的提高。

为了提高出钢扣的使用寿命,应对出钢口进行维护和修补。修补方法是:当出钢口侵蚀扩径大到一定程度时,在出钢口中间穿入镁炭砖管(比钢管好)或钢管,然后放入热沸腾浇注料,以填密插入管和残余出钢口砖面之间的间隙。这样修补的出钢口用时约1h,寿命也可达30~60炉次(镁炭管)或5~15炉次(钢管)。所用浇注料有含水的镁铬质的,也有镁炭质的。

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