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炼钢其他部位常用耐火材料

炼钢用耐火材料包含了装盛液态铁水、液态钢水容器的内衬及相关护炉、保温材料,具体可分为铁包包衬、转炉炉衬、钢包包衬和中间包包衬及相关配套的出钢口、滑动水口、连铸三大件等定形耐材和补炉料、耐火泥、干式料、浇铸料、引流砂、覆盖剂、保护渣等不定形散状料等130多种。


连铸三大件


长水口、塞棒和浸入式水口是实现连铸的关键功能耐火材料,其使用性能直接影响连铸效率和钢坯质量。


1、大包长水口


长水口的主要功能是在钢水浇注过程中隔断空气,防止钢水的二次氧化及氮气的吸入,长水口的材质为铝碳质,普钢寿命为9~10炉,品种钢按2~6炉控制。


2、塞棒


整体塞棒是控制中间包注入结晶器中的钢水流量,连铸生产的关键部件。塞棒的材质有镁碳质和铝碳质,分别用在含铝钢种与普碳钢上,寿命因钢种控制在10~40炉不等。


3、上水口


在塞棒控流浇钢系统中,中间包上水口是钢水流入结晶器的分配器,外层为铝碳质内层镶高熔点ZrO2质,其耐侵蚀,扩径慢,与其他材质上水口相比,可明显提高单个中间包的连续浇钢时间。


4、浸入式水口


浸入式水口的主要作用是防止钢水的二次氧化,控制钢水的流动状态,促进夹杂物上浮以及防止结晶器保护渣卷入钢水中,无论是板坯还是方坯浸入式水口均采用铝碳质。


连铸“三大件”除塞棒及中间包上水口必须与中间包寿命保持同步外,大包长水口与浸入式口可通过变渣线或更换并新的来保持与中间包寿命同步。



定形耐材还包括铁包的冲击砖,钢包底部的冲击砖、座砖等,中间包的冲击砖、冲击板、挡墙、挡坝、座砖、异型坯、黏土坯等。


转炉本体耐材



转炉炉衬内钢水温度范围约为1620~1680℃,炉衬服役过程中要承受剧烈高温钢液、气流、炉渣的复杂机械冲刷和强烈化学浸蚀反应,工作环境十分恶劣。由于要长期服役,炉衬要保持必要的刚性不得因冷却或受热过程中耐材出现解体塌陷或产生缝隙。


1、转炉炉衬


转炉炉衬采用镁碳砖砌筑,对转炉炉衬砖的要求比铁包、中间包工作衬要求要高得多。


转炉炉龄是一个综合性指标。它是耐火材料、冶金熔剂和炉衬砌筑、使用、维护以及冶炼操作和生产管理水平等多因素的综合反映。


转炉炉衬薄而导致穿钢事故是炼钢生产的大忌,目前主要通过炉衬测厚仪测量炉衬厚度和红外测温仪来测量炉壳温度变化及补炉料、溅渣等手段进行护炉,提高炉衬的服役寿命。


2、转炉底吹透气砖


转炉底吹透气工艺是改善冶炼流场的辅助手段,转炉底吹透气元件采用氮-氩气源切换工艺,复吹较好效果的寿命约在5000炉左右。


3、出钢口


转炉出钢口采用镁碳砖,是冶炼终点合格钢水流出的必经通道,它的使用维护效果对钢水质量控制、温度损失及冶炼成本有重要影响。目前出钢口寿命120~150炉,因寿命不高成为制约转炉高效生产的因素之一。


4、滑动水口和挡渣塞


转炉滑板挡渣用的耐材由出钢口砖、内水口砖、内滑板砖、外滑板砖和外水口砖五部份镁碳砖组成,是生产钢控制下渣量的工艺,滑板寿命10~15炉。


散状料



不定形耐火材料即散状料经常作为钢包、中间包的工作衬使用,适宜对复杂构型的衬体进行施工和修补。此外连铸保护渣和覆盖剂属于功能性散状料。


1 、覆盖剂


在炼钢生产中向钢包和中间包钢水表面加入一定量的钢水覆盖剂进行保温,避免钢水直接裸露在空气中,造成浇铸过程中的钢水温降过快,引起低温冻水口或连铸冻中间包。


复合型覆盖剂铺展性好、膨胀绝热保温的特点,不会造成钢水的增碳,水份含量不能造成钢水气体的增加而影响铸坯质量。


2、 引流砂


引流砂作为钢包底部水口填充材料,其主要作用是引导钢水自开。铬质引流砂,Cr2O3含量为26~35%,自开率在99%以上。


3、补炉料


热态修补料主要用于修补转炉的装料侧、出钢侧和炉底,是延长炉役的必要材料。


补炉料为大面料,主要成分为MgO和Al2O3,以投料补炉方便,烧结时间短等优点得于广泛应用,近期也试验了水基型补炉料。


4、连铸保护渣


保护渣是连铸生产功能性耐火材料,主要作用是改善结晶器与坯壳润滑、传热,同时起隔热保温的作用。连铸保护渣是连铸生产减少漏钢,提高铸坯表面质量的重要手段。


5、其它


其它散状料包括中间包包盖、钢包包盖、精炼炉圈衬、事故槽等所用的耐火纤维绵、耐火泥、铁包防贴结剂、玻璃水等辅料。