第9章 二次精练用耐火材料

第九章二次精炼用耐火材料了解炼钢工艺流程钢铁厂流程图高炉转炉连铸热连轧冷连轧产品焦化烧结120万吨废钢800－1000万吨钢铁厂发电厂120万kw煤气水泥厂300万吨废渣

14-28万吨废塑料

砌筑各种炉外精炼装置使用的耐火材料。将炼钢炉中经过初炼的钢液倒入另外一个容器中(有的直接在钢包中处理)，在真空、惰性气体或还原性气氛下进行脱气、脱氧、脱硫、去除夹杂并进行成分微调的过程称为炉外精炼或二次炼钢。炉外精炼技术对推动洁净钢的生产起着重要作用，是与连铸配套，保证连铸顺利进行的重要手段。炉外精炼用耐火材料包括真空脱气、钢包精炼、喷粉和氩氧脱碳等装置用耐火材料。一、真空脱气用耐火材料

RH真空循环脱气装置由配有上升管和下降管的真空室和排气系统组成。RH精炼全称为RH真空循环脱气精炼法。于1959年由德国人发明，其中RH为当时德国采用RH精炼技术的两个厂家的第一个字母。RH真空处理炉的冶金特性为真空状态下的钢水循环脱气，真空处理为间歇式作业，处理频率为15~20h/d。

钢水温度随处理过程而自然降温，平均自1605℃下降至1575℃左右，常用驱动气体是氩气或氮气，钢水循环速度为80~85t/min。RH装置在高温与真空条件下工作，真空室的中、下部内衬经受钢液的喷溅和冲刷，损毁较为严重。上升管和下降管的内壁承受高速气流和钢液的冲刷，外壁则受熔渣侵蚀和温度剧变的影响，容易发生剥落，并且在清渣过程中还遭受机械损伤，为该装置的最薄弱环节。RH真空处理炉内衬耐火材料的要求真空下良好的体积稳定性高的高温强度，耐钢水的高速冲刷优良的抗渣侵蚀性良好的热震稳定性能RH真空处理炉内衬用耐火材料1、直接结合镁铬砖以高纯镁砂和优质铬矿为原料，高压成型并在高温下烧成而得，在砖中方镁石与方镁石、方镁石与尖晶石之间形成直接结合。良好的体积稳定性，抗渣性好，高温强度高，对热冲击抵抗能力较强。可作为内衬工作层使用。2、预合成直接结合镁铬砖原料经过预合成，然后在高压成型、高温烧成而得。具有良好的抗热震稳定性能和较强的抗渣侵蚀性能，在RH炉下部槽侧壁渣线部位使用效果较好。真空室下部寿命为60～190次，真空室中、上部寿命达到1400次以上，升降管寿命为30～120次，每吨钢耐火材料的消耗量已低于1kg的水平。含铬耐火材料对环境会造成危害，已引起人们的关注，欧洲已开始限制含铬材料的使用。冶金工业是国民经济的重要支柱产业

2012年全粗钢产量7.16亿吨,占全球钢产量的46.3%2011年钢铁行业工业总产值占GDP比重14.67%二、钢包精练装置用耐火材料

钢包精炼法在炉外精练中的范围不断扩大，重要性日益提高。电弧加热电磁搅拌精练法（ASEA-SKF）、真空氧气脱碳法（VOD）、真空氩气脱碳法（VAD）及埋弧钢包炉法（LF）等均属于此类。电弧加热电磁搅拌精练法（ASEA-SKF）的设备由钢包炉炉体、感应搅拌装置、真空密封炉盖、电弧加热系统、加料系统及吹氧系统等构成。钢包衬一般采用含Al2O370％以上的高铝砖及白云石砖。渣线部位蚀损严重，各国根据自己的条件，采用直接结合镁铬砖、再结合镁铬砖、镁白云石砖及镁碳砖。渣线寿命为15～30次，包衬寿命为30～80次，具体寿命视钢包大小和处理时间而异。真空氧气脱碳法（VOD）精练装置是将氧枪经真空盖插入吹氧脱碳，同时吹氩搅拌，用于精炼碳含量极低的高铬和高镍合金钢。所用耐火材料有烧成镁铬砖或白云石砖，也有使用锆铝铬砖的。三、喷粉装置用耐火材料

钢包喷粉法是利用氩气或氮气作为载体，用喷枪将硅钙粉或碳化物粉吹至钢包深处进行深度脱硫并控制夹杂物形成的精练方法。钢包喷粉是20世纪60年代末期由德国蒂森—尼德尔汉(Thyssen-Niederrhein)钢铁公司开发成功的，以该公司名称首写字母简称为TN法。瑞典兰瑟公司在70年代制作的钢包喷粉装置将喷粉罐移至车间工作平台(SL法)，使用和维护比较方便。钢包冶炼过程照片喷粉钢包的衬砖采用高铝砖及白云石砖，渣线处采用镁碳砖或锆质砖。喷枪为喷射冶金的关键设备，要求耐火材料应具有良好的耐高温、抗侵蚀及抗热震性能。多数国家采用钢纤维强化的整体式喷枪，材质为高铝质或刚玉质。四、脱氧脱碳装置用耐火材料

AOD氩氧脱碳炉主要用于冶炼不锈钢，上世纪90年代以来扩大用于碳钢和低合金钢的生产。在靠近炉底的半园周侧壁上分布有2～5个气体喷嘴，采用氩、氧和氮的混合气体或纯氩气进行吹炼。1-耳轴，2-渣，3-风口，4-Ar或者Ar+O2，5-钢液由于气体搅拌钢液产生涡流现象，造成钢液和熔渣的剧烈搅动，熔池衬砖受到严重的冲刷和侵蚀，另外还受到高温、强碱性熔渣的影响，使用条件十分苛刻，炉衬毁损严重。因此应使用直接结合镁铬砖或再结合镁铬砖砌筑炉衬，其使用寿命大大得以提高。各种炉外精练用耐火材料的性能见表1，精炼钢包容量、内衬材质及使用状况见表2。名称镁铬砖镁碳砖镁尖晶石砖油浸镁白云石砖合成镁铬铝砖化学成分，SiO2％3.0～3.3－--2.25Al2O35.8～11.2－7.0～10<417.2Fe2O36.7～6.9－---CaO0.6～0.8－-15~200.9MgO62～6577.689～9275~8058Cr2O315～20－--15.5C－13.8---显气孔率，％14～173～614.8～16.9<2013体积密度，g/cm33.15～3.262.8～2.852.98~3.06>3.13.21耐压强度，MPa52～10133～4658~78>8069.9高温抗折强度，MPa10～1713～15>153.1-表1炉外精练用耐火材料的性能表2各种精练法使用状况项目适用钢种内衬材质真空循环脱气法RH优质碳钢、低合金钢轴承钢、硅钢镁铬砖、高铝砖镁碳砖