用低碳镁碳砖钢包冶炼低碳不锈钢生产实践.pdf

No 1 J a n u a r y 2 0 1 4 大型铸锻件 HE AVY C A nNG AND F O RGI NG 用低碳镁碳砖钢包冶炼低碳不锈钢 生产 实践 马 平王涛谢云飞 邓 琴 ( 中国第二重型机械集团公司大型铸锻件研究所， 四川 I 6 1 8 0 1 3 ) 摘要： 介绍了用低碳镁碳砖钢包 V O D、 V D工艺冶炼低碳不锈钢的试验情况 ， 分析讨论了低碳镁碳砖对冶 炼过程的影响。钢包精炼炉低碳镁碳砖 V D工艺可冶炼 C 0 0 6 、 V O D工艺可冶炼 C0 0 4 的不锈钢。 关键词： 冶炼； 低碳镁碳砖 ； 镁铬砖； V O D； 低碳不锈钢 中图分类号 ： T F 1 文献标志码 ： B S me l t in g L o w Ca r b o n S t e e l P r o d u ct io n Pr a ct ice wit h t h e L a d l e o f Lo w Ca r b o n Ma g n e s ia Ca r b o n Br ick L in in g Ma P in g ， W a n g T a o ， X ie Y u n f e i， De n g Qin Ab s t r a ct ： Th is p a p e r p r e s e n t s t h e e x p e ri me n t o f me l t in g l o w ca r b o n s t a in l e s s s t e e l w it h t h e VOD VD s me l t in g p r o ce s s a n d l a d l e s o f l o w ca r b o n ma g n e s i a ca r b o n b ri ck l i n i n g， a n a l y z e s a n d d i s cu s e s t h e e f f e ct o f l o w carb o n ma g n e s ia -ca r b o n b r i ck o n t h e s me l t in g p r o ce s s L a d l e r e f in i n g f u r n a ce o f l o w ca r b o n ma g n e s ia carb o n b ri ck l in in g ca n s me l t t h e s t a in l e s s s t e e l o f C 0 0 6 b y u s in g t h e VD p r o ce s s a n d ca n s me l t s t a in l e s s s t e e l o f C 0 0 4b y u s in g VOD p r o ce s s Ke y wo r d s ： s me l t ；l o w ca r b o n；ma g n e s ia ch r o me b ri ck；VC D；l o w carb o n s t a in l e s s s t e e l 镁铬砖 因其具有优 良的抗渣性而最早 用于 V O D钢包工作衬， 但镁铬砖在 V O D钢包间歇性 工作的条件下， 容易产生剥落损毁， 抗热震性能 差。由于六价铬的环保问题， 含铬耐火材料的使 用越来越受到限制。 目前 ， 不锈钢厂已很少使用 镁铬砖 。 近几年来 ， 二重的 V O D钢包一直使用镁铬砖 包衬， 存在寿命短、 成本高、 不锈钢生产组织困难、 环境污染等问题。 文献 1 、 2 介绍 ， 国内某公司在 1 2 0 t V O D 钢包上使用低碳镁碳砖。冶炼一般不锈钢时， 使 用含碳量 为 6 的低碳镁碳砖 ； 冶炼 4 3 9 、 4 4 4超 低碳不锈钢时， 使用含碳量为4 的低碳镁碳砖。 使用低碳镁碳砖包衬的 V O D钢包平均寿命达到 3 1炉以上。 镁铬砖的价格远高于镁碳砖的价格， V O D钢 包使用低碳镁碳砖包衬， 对降低企业的生产成本， 具有重要的意义。 基于以上几点考虑 ， 二重在 国内外生产低碳 镁碳砖的厂家进行调研后， 最终选定了一家进行 低碳镁碳砖试用。试验结果表明： 低碳镁碳砖能 满足冶炼低碳不锈钢的要求， 可以替代镁铬砖。 收稿 日期 ： 2 O l 3 0 5 2 5 4 8 1 低碳镁碳砖理化指标及钢包的砌筑 1 1 低碳镁碳砖的理化指标 低碳镁碳砖的技术指标如表 1 所示。 表 1 低碳镁碳砖技术指标 Ta b l e 1 Te ch n ica l cr it e r ia o f l o w ca r b o n ma g n e s ia - ca r b o n b r ick 气孔率 体积密度 耐压强度 牌号 M g 0( ) C( ) ( ) ( g cm ) P a FMC2RS 26 3 1 0 4 0 8 69 2 26 GS 8K 15 2 9 O 4 0 8 0 8 6 6 1 1 1 2 低碳镁碳砖钢包砌筑及烘烤、 冷却 1 2 1 钢包的砌筑 钢包工 作层 部位熔 池及包 底使 用 F MG 2 R S 型低碳镁碳砖 ， 渣线部位使用 G S 8 K型低碳镁碳 砖 ， 钢包 的砌筑方法按现行工艺执行。 1 2 2 钢包烘烤及冷却 钢包 的烘烤及冷却按图 1 所示执行。钢包砌 筑后的干燥按图 1 ( a ) 执行， 装配完滑动水口后， 按 图 1 ( b ) 进行烘烤待用。钢包冶炼钢水后采用 缓冷方式冷却。 2 生产试验及结果 共有 5个低碳镁碳砖包进行生产试验 。其 中 大型铸锻件 HE AVY CAS T I NG AN D F 0RG I N G No 1 J a n u a r y 2 0 1 4 图 1 钢包烘烤曲线 F ig u r e 1 L a d l e b a k in g cu r v e L I # 、 I A# 、 L 7 # 为 4 0 t 精炼包 ， 用于 V D冶炼 c 0 0 6 的低碳不锈钢； B 2 # 、 C 1 # 为 1 5 0 t 精炼包 ， 其 中 C I # 包进行 V O D吹氧试验 ， B 2 # 包用于 V O D 冶炼 CO 0 4 的超低碳不锈钢。 2 1 低碳镁碳砖钢包使用寿命 低碳镁碳包的使用寿命见表 2 。 从表 2可以看 出， 5个低碳镁碳砖 包冶炼 了 6 7炉钢， V D工艺流程钢包最长寿命达到 2 0炉， V O D工艺流程钢包最长寿命达到 1 1 炉。而我厂 ( b ) 表 2 低碳镁碳包使用寿命 T a b l e 2 S e r v ice l if e o f t h e l a d l e with t h e l o w ca r b o n ma g n e s ia - ca r b o n b r ick l in in g 使用次数 包号 冶炼 工艺 冶炼不锈钢次数 总使用次数 L 1 # VD 2 1 1 I # VD 4 1 5 L 7# VD 6 2 O C1 # VOD 1 l 1 B 2 # V0D 6 1 0 表 3 低碳镁碳包冶炼不锈钢熔炼结 果 Ta b l e 3 Re s u l t s o f s me l t in g s t a in l e s s s t e e l wit h th e l a d l e o f l o w ca r b o n ma g n e s ia ca r b o n l in in g 包号 冶炼钢种 冶炼工艺 炉 号 熔炼 C ( 质量分数， ) 标准要求 C ( 质量分数， ) 1 2 4 01 7 3 0 0 3 9 L 4 # A S T MA 4 8 7 C A - 6 N MA级 1 2 4 0 1 9 3 0 0 5 2 1 2 4 O 21 3 O 0 5l 1 2 4 O 2 4 3 0 0 4 9 l 2 4 0 2 8 7 0 0 4l l 2 4 0 2 9 9 0 0 3 8 VD 0 0 6 0 l 2 4 0 31 4 0 0 4 5 L 7 # Z G0 6 Cr l 3 Ni 5Mo 1 2 4 0 3 31 0 0 5 0 1 2 4 0 3 5 8 0 0 3 9 1 2 4 0 3 71 0 0 4 7 1 2 4 O 4 O1 0 0 41 L l # X 3 C r N i Mo l 3 - 4+Q T 7 8 0 1 2 4 0 4 O 8 0 0 4 0 C1 # ZG1 5 Cr l Mo l l 2 6 0 31 4 0 0 1 5吹氧后 1 2 8 0 3 0 8 0 0 2 5 1 2 8 0 31 3 0 0 3 8 V0D 1 2 8 0 31 7 0 0 3 2 0 0 4 0 B 2 # Z GO 4 Cr 1 6Ni 5Mo 1 2 8 0 3 2 7 0 0 3 2 l 2 8 0 3 3 5 0 0 3 3 1 2 8 0 3 4l 0 0 3 7 原使用的镁铬砖包 ， 寿命仅有 2 3炉。从使用寿 命来看， 低碳镁碳砖包的使用次数远远超过镁铬 砖包。 2 2 低碳镁碳砖钢包冶炼不锈钢熔炼结果 用低碳镁碳 砖包冶炼低碳不锈钢 1 8炉 和 1 炉 V O D吹氧试验 ， 各炉次的熔炼结果见表 3 。 从表 3可以看出 ， 所有炉次 C含量均在标准 要求的范围内。在 V D试验的 1 2 炉中， 熔炼 c 最 低达到 0 0 3 8 。在 V O D试 验的 7炉中， C 1 # 包 冶炼的 Z G1 5 C r l Mo l是用来进行 V O D的试 吹氧 试验， 结果吹完氧后 c = 0 0 1 5 ， 达到试验预 期 效 果 。 其 它6炉V O D生 产 试 验 中熔 炼 C最 低 4 9 No 1 J a n u a r y 2 0 1 4 大型铸锻件 HEA VY C AS T I NG AND F ORG I NG 图2 低碳镁碳砖包和镁铬砖包 V D冶炼 不锈钢过程增 C对比 F ig u r e 2 C o mp a r is o n o f r e ca r b u r iz a t io n in VD s me l t in g s t a in l e s s s t e e l wit h l a d l e s o f l o w ca r b o n ma g n e s ia - carb o n b ri ck l in in g a n d ma g n e s ia ch r o me b ri ck l in in g 表4 低碳镁碳砖包 VO D冶炼不锈钢时 C含量变化 ( 质量分数 。 ) Ta b l e 4 Ca r b o n co n t e n t v a r ia t io n s o f VOD S me l t in g s t a in l e s s s t e e l wit h t h e l o w ca r b o n ma g n e s ia ca r b o n b ri ck l i n in g( ma s s f r a ct i o n，) V O D后 钢种 炉号 V O D后 C 熔炼 C 增 C 量 1 2 8 0 3 0 8 0 0 2 5 0 0 2 5 0 O 0 o 1 2 8 0 31 3 O O 3 8 0 0 3 8 0 0 o O l 2 8 0 31 7 0 0 2 8 0 0 3 2 0 0 0 4 ZG0 4C r l 6 Ni5 Mo 1 2 8 0 3 2 7 0 0 2 3 0 0 3 2 0 0 0 9 1 2 8 0 3 3 5 0 0 3 3 0 0 3 3 O 0 ( ) 0 1 2 8 0 3 41 0 0 3 7 0 0 3 7 O O o o 表 5 低碳 镁碳砖 VOD过程温度情 况 T a b l e 5 Te mp e r a t u r e s in VOD p r o ce s s wit h th e l a d l e of l o w ca r b o n ma g n e s ia - ca r b o n b ri ck l in in g 炉号 钢号 钢水量 V OD后温度 l 2 8 0 3 0 8 Z c o 4C r 1 6Ni5 Mo 7 6 t 1 7 6 2 l 2 8 0 3 l 3 Z Go 4C r l 6Ni5 Mo 9 8 t 1 7 3 1 q C 1 2 8 0 31 7 ZG 0 4C r 1 6Ni5 Mo 7 3 t 1 7 0 6 1 2 8 0 3 2 7 ZG O 4C r 1 6Ni5 Mo 7 3 t 1 7 6 6 1 2 8 0 3 3 5 Z GO 4 Cr 1 6Ni5 Mo 9 8 t l 7 2 0 1 2 8 0 3 41 Z GO 4C r 1 6Ni5 Mo 9 8 t 1 71 0 达到 0 0 2 5 ， 最高为 0 0 3 8 。 2 3 低碳镁碳包冶炼不锈钢过程的增碳 2 3 1 低碳镁碳砖包 V D精炼不锈钢时的增碳 图2为 2 0 1 1至 2 0 1 2年镁铬砖包 V D生产的 8炉不锈钢和试验用低碳镁碳砖包 V D生产的 l O 炉不锈钢冶炼过程的平均增 C情况。 5 0 可以看到 ， 用低碳镁碳砖包 V D冶炼不锈钢 过程中， 各阶段的增碳量与用镁铬砖包 的增碳量 相当， 尤其是真空后至出钢这个时间段内基本无 增碳现象 。在整个试验阶段 ， 所有炉次未发生钢 包异常增碳现象 ， 说 明低碳镁碳砖不会造成钢水 的异常增碳 ， 可满足 V D冶炼低碳不锈钢的要求 。 2 3 2 低碳镁碳砖包 V O D精炼不锈钢时增 C情况 表 4为低碳镁碳砖包生产 的 6炉不锈钢 V O D过程钢水中碳的变化情况。 从表中可以看到 ， 用低碳镁碳砖