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不定形耐火材料整体浇筑钢包先容
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不定形耐火材料整体浇筑钢包先容

发布时间:2020/9/1 11:53:02


100t精炼钢包采用浇筑内衬提高使用寿命及炉次
100 t精炼钢包曾使用的耐火砖砌筑(高铝T-3砖)、轻质浇注料模具打结等模式,永久层使用中损坏严重,使用效果不甚理想:
① 耐火砖砌筑钢包永久层的砖缝有渗钢迹象,拆包过程极易与渗 钢一同拆除,寿命较短;钢包包沿改造为竖式压板后,无法起到压紧  钢包永久层砖的作用,在拆包、翻包时永久层砖易被部分倒出。
② 轻质浇注料配以模具整体打结钢包永久层虽解决了耐火砖砌筑所造成的易损坏、寿命短、成本高等问题,但却产生许多新问题:诸如  钢包大、脱模困难、整体模具易损坏、分段式模具安装及脱模繁琐; 浇注过程中需用振动棒不停振动浇注料,以防出现气孔等缺陷;脱模  后的永久层需单独烘烤或凉干,否则较低强度的轻质浇注料易在下一 步砌筑时导致永久层掉块。而且使用周期较长,费时费力、成本较高, 降低其使用效果和推广价值。
钢包永久层改为自流浇注料整体砌筑,克服了前2种工艺的缺点, 综合效益提高,使用效果良好,实践检验结果:钢包永久层平均寿命 由260炉提高至改造后的1  500炉;钢包整体平均寿命由59次(91 17.5 min)提高至改造后的75次(11 885 min);基本杜绝钢包渣线“穿  钢”事故;劳动强度显著降低;目前自流浇注料的保温效果、材料强 度以及优化后烘烤曲线均能满足生产使用要求。但不易损坏的永久层在  使用过程中其厚度会逐渐增加,故应经常检查其实际厚度,以避免钢包容积变小。
选择经济且高性能的永久层耐火材料和合理的砌筑工艺,能提高钢包永久层及钢包整体的寿命,降低了耐火材料消耗,减少了穿包事故的发生次数,取得良好的使用效果和经济效益。
不定形化耐火材料在钢包上的使用
关于钢包(一)主要用途:钢包精炼炉可供初炼炉(电弧炉、平炉、转炉)钢水精炼之用, 是满足连铸、连轧的重要冶金设备。 (二)设备特点:设备具有常压电弧加热,真空脱气、吹氩搅拌,吹氧喂丝,常压 或真空加料、测温、取样,电视摄像,频内观察等功能:不定形耐火材料浇注施工技术的引进   作为钢包包底和包壁不定形耐火材料的施工方法,当初引进的是普通的浇注施工方法。
1 浇注施工   浇注施工方法:首先,在包底施工后进行半天左右的自然养护。接着,安装框架和混合搅拌机,在浇注耐材之后,为使整个缝隙填充均匀,用棒式振捣器进行助振。再经半天左右的自然养护后进行脱模,然后对渣线部位进行耐火砖的砌筑施工。
2 浇注材质的选择
对用于包底和包壁耐火材料的特性,不仅要求其抗腐蚀性和抗渣性要好,而且结构要稳定。一般认为Al2O3-MgO质耐火材料能满足上述条件要求。Al2O3-MgO质耐火材料中的MgO量在7-28%范围时,会形成组织致密、稳定的尖晶石固溶体,因此一般用作炼钢钢包的耐火材料。该厂重视降低成本,提高钢水冲击部的抗磨损性,重视残余膨胀性的影响作用,因此采用Al2O3-MgO材质作浇注料。另外,即使在长施工体的厚度较薄(薄40mm)的情况下,为确保浇注料的流动性,因此规定Al2O3骨料粒度在8mm以下,而且还添加了金属Al,作为防止干燥时发生爆裂的措施。
3 实际应用的结果   对15t 钢包包壁上部的熔损速度进行了调查。与耐火砖比,浇注料各部位的大熔损速度为0.4mm/炉,而渣线砖的修补周期(大约40炉钢水)是在砖的熔损达16mm左右时才进行的,因而不会对钢包寿命产生不良影响。另外,使用后的工作面在清除粘附的金属和对表面进行若干清理后,只要工作面没有全部熔损,就可以进行接长修补,由此能减少新喷补施工时耐火材料的使用量和减少钢包产生的废砖达30%左右。
4 扩大不定形化技术的课题虽然已知浇注材料在耐用性能方面是没问题的,但为降低整个炼钢耐火材料的成本,今后有必要将不定形化技术扩大应用于其它耐火材料的施工体(例如,25t钢包、VLF钢包和出钢槽等)。
不定形耐火材料整体浇注钢包
钢包长期以来采用钢包砖修砌工作层,隔热层也是采用钢包砖修砌,只是永久层有的采用了很薄的打结层。耐火砖修砌的钢包,砖与砖之间的砖缝、钢包渣线部分,容易产生钢水腐蚀以后留下的薄弱部位,需要重点防护。此外钢包砖使用到一定的时间,需要将钢包砖拆除,修砌新的工作层。钢包砖的浪费较大,而且重新修砌,费时费力。国外和国内的个别厂家采用了钢包的整体修砌技术,该技术的发展,成为了目前钢包修砌技术的一种发展趋势。
钢包的整体修砌技术是首先将钢包包底采用浇注料浇注成型,然后在钢包内放入胎具,然后在胎具和钢包壁之间浇入浇注料,有的是通过放置在胎具中的振动器完成,有的是采用专用的振动工具完成的。钢包浇注料是通过专用的机械装置搅拌均匀通过专用的设施实现的。钢包容易受侵蚀的部位渣线,仍然采用镁炭砖修砌。浇注结束以后,自燃养护一段时间(一般在28h左右),然后按照烘烤曲线烘烤以后,投入使用。采用整体修砌技术的钢包,养护和烘烤很重要,其中烘烤时包衬开裂的机理(见图)。包衬加热干燥时如果加热温度突然升高,所产生的水汽压力大于包衬内能够容纳的水汽压力和包衬材质强度时,包衬开裂。适宜的控制温度的方法一般为:开始的1~5h,加热速度小于90℃/h,随后的3~8h,加热速度小于200℃/h,加热耐火材料面的温度达到800~900℃,6h以后,包壳温度大于60℃,将加热面温度,即烘烤温度提高虱j1040~1300℃。北方的冬季,钢包整体修砌以后,首先对包衬进行低温预热干燥,尤其重要。
和钢包砖修砌的钢包相比,砖缝之间的缝隙和坑洞的缺陷明显的减少了,而且产生的薄弱部位,使用喷补机喷补,效果明显。在安全性能上得到了提高。基本工艺如图所示。
整体浇注的钢包,浇注料的不同,效果也各不相同,主要表现在:
(1)采用氧化镁系浇注料浇注的钢包,能够应用于冶炼洁净度较高的钢种,但是抗炉渣渗透性和抗挂渣性差,并且导热性较好,使得钢包的热损失增加。
(2)使用高铝浇注料浇注的整体钢包,抗蚀性能比不上氧化镁系的浇注料,但是抗炉渣的渗透性和抗挂渣性远比氧化镁系浇注料浇注的钢包好。使用高铝浇注料浇注的整体钢包,导热系数小,热损失减少。
(3)为了解决氧化镁系浇注料的缺陷,主要指炉渣的易渗透性和易于剥落性的缺点,使用三氧化二铝系浇注料时,在高三氧化二铝浇注料中添加尖晶石,能够降低侵蚀指数。有文献先容,大型连铸使用的钢包,采用Al2O3-MgO质浇注料,尖晶石含量为10%~30%时,炉渣的渗透指数低。为了改善抗炉渣渗透性和膨胀性,添加的尖晶石中三氧化二铝的含量要高。采用Al2O3-MgO质浇注料,氧化镁含量在5%~12%时,浇注料有较好的抗渣性。
(4)锆石系浇注料具有极好的抗炉渣渗透性和抗挂渣性,以及导热率低热损失少的优点,适用于钢包的渣线和包底部位。锆石系浇注料浇注整体钢包,二氧化锆含量越高,侵蚀指数越低。
整体砌筑的钢包,侵蚀机理见前面章节的内容。像大多数砖砌钢包一样,除了渣线部位,整体钢包的包底也是容易受侵蚀的部位,侵蚀的原因和过程可以分为以下几种:
(1)形成垂直的裂纹。这和出钢时钢流的冲击时间,出钢口到包底的距离,钢流角度和包内形成熔池的时间有关,这要求包底浇注料的膨胀系数低、抗断裂强度高。
(2)炉渣沿着裂纹渗透入包底。渗透程度与浇注料的岩相结构、炉渣的化学成分有关。
(3)形成水平裂纹。这主要是已经渗透人包底的炉渣和没有渗透人包底的炉渣,经过温度的变化引起晶型的变化引起的热应力。
(4)包底浇注料呈现出片状脱落,这主要是垂直裂纹和水平裂纹相交,相交区内的浇注料成为“孤岛”状态,从而从包底呈片状剥落。包底在侵蚀过程中,垂直裂纹的形成和炉渣沿着垂直裂纹渗透人包底是整体修砌的钢包受到侵蚀的主要原因。
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