转炉系统用耐火材料.ppt

第十一章 转炉系统用耐火材料 PDF文件使用 pdfFactoryPro 试用版本创建 目录 一 转炉的工作原理二 转炉的结构组成图三 转炉冶炼工艺 四 转炉使用耐材理化指标及生产工艺五 转炉的砌筑 损毁与维护六 转炉的应用与发展 PDF文件使用 pdfFactoryPro 试用版本创建 一 转炉工作原理 转炉炼钢法是将主要原料铁水 废钢等装入炉内 加上生石灰 石灰石 萤石以及氧化铁皮等辅助 原料 从炉口用氧枪吹入高压 高纯度 含O2为 99 5 以上 氧气进行冶炼 转炉炼钢法使用的氧化剂为氧气 另外还有 铁矿石 氧化铁皮 把氧气鼓入熔融的生铁里 使杂质硅 锰等氧化 在氧化的过程中放出大量的热量 含1 的硅可使生铁的温度升高200 可使炉内达到足够高的温度 因此转炉炼钢不需要另外使用燃料 PDF文件使用 pdfFactoryPro 试用版本创建 1 1 冶炼过程 开始转炉处于水平状态 向炉内注入1300 的液态生铁 并加入一定量的生石灰 然后鼓入氧气并转动转炉使其直立起来 这时液态生铁表面表面剧烈的 反应 使铁 硅 锰氧化 FeO SiO2 MnO 生成 炉渣 利用熔化的钢铁和熔渣的对流作用 使反应遍及整个炉内 几分钟后 当钢液里只剩下少量的硅与锰时 碳 C 开始氧化 生成CO 放热 使钢液剧烈沸腾 炉口由于溢出的CO的燃烧而出现巨大的火焰 最后磷也发生氧化并进一步生成磷酸亚铁 Fe3 PO4 2 磷酸亚铁再跟生石灰反应生成稳定的磷 酸钙和硫化钙 一起成为炉渣 当磷与硫逐渐减少 火焰减小 炉口出现四氧化三铁的褐色蒸汽时 表明钢已炼成 这时应立即停止鼓风 并把转炉转到水平位置 把钢水倾至钢包内 再加脱氧剂进行脱氧 PDF文件使用 pdfFactoryPro 试用版本创建 PDF文件使用 pdfFactoryPro 试用版本创建 二 转炉结构图 PDF文件使用 pdfFactoryPro 试用版本创建 2 转炉用原料 金属料 铁水 废钢 合金钢 非金属料 造渣剂 石灰石 萤石 铁矿石 冷却剂 废钢 铁矿石 氧化铁 烧结矿 球团矿 增碳剂和燃料 焦炭 石墨籽 煤块 氧化剂 氧气 氧化铁皮 铁矿石 萤石又可作为促进熔解的助溶剂 石灰石 又可以作为冷却剂 PDF文件使用 pdfFactoryPro 试用版本创建 3 转炉的分类 氧气顶吹转炉 氧气从炉顶吹入 也叫LD炉 BOF炉 BOP炉 底吹转炉 氧气从炉底吹入 也叫OBM Q BOP 顶底复吹转炉 氧气从炉顶吹入的同时从炉底吹 入惰性气体 比如氩气 氮气等 也叫LD Q BOP 侧吹转炉 PDF文件使用 pdfFactoryPro 试用版本创建 1 氧气顶吹转炉 PDF文件使用 pdfFactoryPro 试用版本创建 LD BOF BOP PDF文件使用 pdfFactoryPro 试用版本创建 2 底吹转炉 OBM Q BOP PDF文件使用 pdfFactoryPro 试用版本创建 3 顶底复合吹转炉 LD Q BOP PDF文件使用 pdfFactoryPro 试用版本创建 4 侧吹转炉 PDF文件使用 pdfFactoryPro 试用版本创建 三 转炉冶炼工艺 1 装料2 供氧3 造渣 4 温度及终点控制5 脱氧及合金化 PDF文件使用 pdfFactoryPro 试用版本创建 1 装料制度 1 对使用废钢的转炉 一般先装入废钢再兑入铁水 先加入洁净的轻废钢再加入中型和重型废钢 为保护炉衬不被废钢撞伤 过重的废钢可以等铁水兑入后再加入 为防止炉衬受急冷急热在加入废钢后应立即兑入铁水 2 装入量是指炼一炉钢是铁水和废钢的加入量 铁水和废钢的比例是根据热平衡计算决定的 通常铁水比例为70 90 它取决于铁水温度与成分 炉容比 钢种 PDF文件使用 pdfFactoryPro 试用版本创建 2 供氧制度 供氧主要是保证杂质去除速度 熔池升温速度 造渣制度 控制喷溅去除钢水中气体与夹杂物的操作 PDF文件使用 pdfFactoryPro 试用版本创建 供氧设备 氧枪 1 喷头 拉瓦耳型 P出 P进 0 528时形成超音速射流 直筒型 螺旋型 2 枪身 3 尾部结构 PDF文件使用 pdfFactoryPro 试用版本创建 3 造渣制度 1 前期 早期铁水中Si Mn Fe的氧化产物 2 中期 中期炉温升高 石灰进一步融化 脱碳反应使渣中FeO含量降低容易出现 返干 现象 3 末期 后期脱碳速率下降FeO含量增加乳 化和泡沫现象减弱 PDF文件使用 pdfFactoryPro 试用版本创建 四 转炉使用耐材理化指标及生 产工艺 转炉使用的耐火材料有 1 永久层 高纯镁砖 2 工作层 镁碳砖 3 挡渣球 挡渣杆 挡渣锥 4 整体出钢口 5 转炉用透气砖 6 镁质喷补料 PDF文件使用 pdfFactoryPro 试用版本创建 1 镁碳砖采用高纯 高致密或大结晶镁砂和高纯石墨为主要原料 添加适量的抗氧化剂 以酚醛树脂为结合剂 经高压成型工艺生产 均质挡渣球外形为带沟槽球形结构 产品选用优质高铝为主要原料 低水泥 微粉为结合剂 添加铁屑预混合从而达到挡渣球所需要的体积密度 再将安装好的模具置于振动台上 从预先留出的加料口灌入混合好的浇注料 边振动边加料直至振动密实 PDF文件使用 pdfFactoryPro 试用版本创建 转炉出钢口采用高纯电熔镁砂或大结晶镁砂 配以高纯石墨 添加独特的抗氧化剂 以酚醛树脂为结合剂 通过等静压 整体出钢口 或机压 分体出钢口 成型 具有良好的抗氧化性 强度高 抗侵蚀性好 易更换 寿命高等特点 PDF文件使用 pdfFactoryPro 试用版本创建 整体出钢口 PDF文件使用 pdfFactoryPro 试用版本创建 整体出钢口生产工艺 配料 预混 造粒 流动 均混 过筛 困料 干燥 成型 加工 检查 包装 加料顺序为先加镁砂骨料 再加树脂 均匀 混 合后 加石墨 最后加入细粉 PDF文件使用 pdfFactoryPro 试用版本创建 对挡渣球的要求 1 挡渣球的密度要介于钢液与熔渣之间 一般在4 2 5 0kg cm3之间 浸入钢液的深度为球的1 3左右 保证钢水流尽而又能挡住炉渣 2 投球的位置 出钢口的正上方 3 投球的时间 在出钢1 2 3 4时将球翻入熔池 大概出钢结束前1min左右 这时出钢口内侧应形成一定的喇叭状 才便于在出钢口上方形成旋涡 而把球吸引到位 过早 会使挡渣球在炉内等待时间过长而损坏 或表面变形而影响挡渣效果 过晚 挡渣球来不及到达挡渣位置钢液就流完了 PDF文件使用 pdfFactoryPro 试用版本创建 出钢带渣的原因 1 出钢过程中 渣由出钢口涌出 2 出钢快结束时 钢流紊动将渣吸入 3 炉子出完钢以后 尚未摇回原位之前渣子 流出 PDF文件使用 pdfFactoryPro 试用版本创建 挡渣球 挡渣杆生产工艺流程 领料与配料烘干包装 搅料成型 模具的领用与安装脱模入库 PDF文件使用 pdfFactoryPro 试用版本创建 PDF文件使用 pdfFactoryPro 试用版本创建 PDF文件使用 pdfFactoryPro 试用版本创建 PDF文件使用 pdfFactoryPro 试用版本创建 2 转炉用各种耐火材料指标 镁碳砖主要理化指标 PDF文件使用 pdfFactoryPro 试用版本创建 挡渣球系列理化指标 PDF文件使用 pdfFactoryPro 试用版本创建 挡渣塞主要理化指标 PDF文件使用 pdfFactoryPro 试用版本创建 挡渣杆主要理化指标 PDF文件使用 pdfFactoryPro 试用版本创建 出钢口理化指标 PDF文件使用 pdfFactoryPro 试用版本创建 镁质喷补料理化指标 PDF文件使用 pdfFactoryPro 试用版本创建 五 转炉的砌筑 1 准备工作 2 炉底砌筑 3 炉身砌筑 4 炉帽 5 出钢口 PDF文件使用 pdfFactoryPro 试用版本创建 PDF文件使用 pdfFactoryPro 试用版本创建 六 转炉的损毁及维护 炉衬的损毁 炉帽的损毁 出钢口的损毁 挡渣球的损毁 PDF文件使用 pdfFactoryPro 试用版本创建 化学腐蚀 热应力 机械力1 2 3 PDF文件使用 pdfFactoryPro 试用版本创建 1 炉衬的损毁机理 兑入铁水 加入废钢时对炉衬的冲刷及机械磨损 冶炼过程中 钢水 炉渣以及炉气对炉衬的机械冲刷 炉衬的脱碳 FeO C CO Fe炉渣O2 2C 2COPDF文件使用 pdfFactoryPro 试用版本创建 2 炉帽的损毁 高温炉气冲刷 喷溅物 外力撞击 PDF文件使用 pdfFactoryPro 试用版本创建 3 出钢口的损毁 吹炼时 碳化反应C O2 CO 出钢时 高温铁水冲刷 在交替的出钢和吹炼过程中 温度剧烈变化 对耐火材料进行热冲击 周围填缝料对出钢口的影响PDF文件使用 pdfFactoryPro 试用版本创建 4 转炉的维护 炉帽维护 焊接伞状挡渣板 水冷设备 向镁碳砖中添加Al粉 Mg粉 Si粉 Al Si Al Mg合金以及氮化物 硼化物 碳化物等易氧化物质 它们能优先与 O 发生反应 生成碳化物或氧化物 填充或堵塞气孔并随之产生体积膨胀 使砖体致密化 从而提高了镁碳砖的抗氧化性 炉衬维护 溅渣护炉 热喷补 出钢口维护 出钢挡渣 热修补 PDF文件使用 pdfFactoryPro 试用版本创建 溅渣护炉 所谓转炉溅渣护炉技术 就是在出钢后留下部分终渣 将粘度和成分调整到合适范围 通过喷吹高速 高压氮气 把炉渣吹溅到炉膛内壁的耐火材料上 炉渣盖住耐火材料 经过冷却 凝固形成一定厚度的固态炉渣保护层 从而达到保护炉衬并延长炉衬寿命的目的 PDF文件使用 pdfFactoryPro 试用版本创建 溅渣 N2 冲刷挂渣 喷溅挂渣 PDF文件使用 pdfFactoryPro 试用版本创建 热喷补 PDF文件使用