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AOD炉用耐火材料

作者:admin 发布日期: 2020-11-14 二维码分享

随着钢铁冶金技术的发展,市场竞争加剧,对高质量钢的要求越来越高。为了适应洁净钢的发展和满足用户的要求,炉外精炼比例越来越高。因此,满足洁净钢生产要求的炉外精炼用耐火材料的比例越来越高。

AOD炉,是在美国乔斯林不锈钢公司于1967年10月建成。开始时吹氧氧化脱碳,在氧化期间,渣的氧化性增强和温度升高到1700℃;然后进入还原期,加硅铁或铝,使渣中的铬还原,以提高合金收得率,这时渣的碱度仍然很低;然后加石灰脱硫,脱硫需要高碱度渣。在整个的冶炼过程中,炉渣从酸性变到碱性;气氛也由氧化气氛变到还原气氛;再就是间歇操作,炉衬温度高并且波动相当大。因此,AOD炉衬的使用寿命很低。以前AOD炉的使用寿命只有30炉次左右,通过改善冶炼条件和采取喷补维护等措施,AOD炉的使用寿命普遍达到70炉次以上,不少都超过了100炉次。对于AOD炉,一般采用镁铬砖。由于镁铬砖生产工艺复杂,要超高温烧成,能耗大,成本高,特别是有环境污染问题,因此,镁铬砖逐步被镁钙砖取代。

AOD炉衬的损毁原因:(1)冶炼温度高,酸性渣作用时间长,导致炉衬的溶蚀和渗透;(2)温度波动引起热剥落和结构剥落;(3)激烈的气体-炉渣-钢水涡流冲蚀和冲刷;(4)在AOD气氛变化条件下,镁铬砖里的Cr2O3和FeOn发生氧化还原反应,而破坏了砖的结构和体积稳定,使磨蚀加快。

风口部位主要是热剥落和结构剥落;风口周围主要是涡流和低碱度渣的侵蚀;渣线部位主要是由高碱度渣渗透造成的结构剥落;炉底部位主要是由高碱度渣的侵蚀和渗透。因此,对镁铬砖的要求是低气孔率、高温强度、高抗热震稳定性、高抗渣渗透性。

影响炉衬耐火材料寿命的因素

有关研究结果显示出:(1)再结合镁铬砖的侵蚀量随着渣碱度增加而增加。渣碱度(CaO+MgO)/(SiO2+Al2O3)=1.2~1.5可获得较高寿命;(2)随着渣中的MgO、Cr2O3、Al2O3等含量的增加而镁铬砖侵蚀减少;(3)还原剂易与镁铬砖中的Cr2O3和FeOn发生氧化还原反应,破坏砖的结构,临近的颗粒就会被冲刷掉,也造成钢水中铬难控制;(4)冶炼Al/Si镇静钢,Si镇静钢和Al镇静钢对耐火材料损坏程度依次降低。合金钢中的硅和锰会增加耐火材料内衬的侵蚀量;(5)在1600~1750℃之间,温度每升高100℃,镁铬材料溶解速度增加4-5倍,而镁钙材料增加2-3倍;(6)镁铬砖受气氛影响大,容易导致镁铬砖里的铬和铁变价而产生大的体积效应,导致砖组织结构的破坏;(7)渣中的萤石和Al2O3与镁钙材料作用而形成低黏度、低熔点共熔物而加快了侵蚀;(8)镁钙材料抗低碱度渣侵蚀能力比镁质材料强,而MgO质材料抗高Al2O3渣或高铁渣的侵蚀能力比镁钙质材料强;CaO抗高磷渣侵蚀比MgO强;(9)吹气角度对侵蚀影响较大,一般背向倾斜角5°~7°为好;(10)对于低碱度渣,镁铬砖比镁钙砖抗侵蚀;(11)镁铬材料和镁钙材料在酸性渣的溶解速度与转速的0.7次方成正比。

目前发展趋势是镁铬砖越来越少,值得指出的是,当冶炼温度很高时,含碳耐火材料由于内部氧化还原反应而不适用。应用镁铬砖或镁钙砖才行。

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