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分類：常見問題
發(fā)布：2022-04-01 19:01:34
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大家都知道，鋼包渣線是鋼水與空氣直接接觸的部位該部位由于溫差與富氧環(huán)境的存在，使得侵蝕速度較其他部位明顯加快，再加上鋼水在運轉(zhuǎn)過程中的傾翻及排渣作業(yè)，對渣線造成很大程度的破壞，因此鋼包渣線的侵蝕一直以來都是煉鋼煉鐵行業(yè)的一個瓶頸問題，渣線位置不僅會出現(xiàn)侵蝕過快，還有結(jié)渣、發(fā)紅、剝落、漏鋼等等問題。渣線磚一般是指鋼包口向下數(shù)第三層至第八層區(qū)域內(nèi)砌筑的耐火磚。
目前煉鋼生產(chǎn)中，較為廣泛的是在渣線位置使用鎂碳質(zhì)的耐火材料，從之前的鎂碳磚砌筑到后來鎂碳質(zhì)澆注料的整體澆注，綜合精煉過程當(dāng)中的內(nèi)襯問題的話，影響這個環(huán)節(jié)整體爐襯壽命的、損毀情況最嚴(yán)重的還是渣線部位。那么今天我們從多個案例分析當(dāng)中，針對渣線部位的損毀及耐材分析和冶煉工況環(huán)境及冶煉原料這幾個方面來對這個問題進(jìn)行探討。鋼包精煉爐常見的設(shè)備包括LF爐、VD爐、VOD爐、RH爐、AHF爐等，常見的鋼包渣線部位耐材問題是渣線侵蝕過快，耐火內(nèi)襯發(fā)紅、出現(xiàn)孔洞、渣溝或者是渣線部位出現(xiàn)深凹坑等現(xiàn)象，尤以LF爐的渣線部位侵蝕最為常見和嚴(yán)重。1) LF 精煉溫度 1550~1610 ℃，精煉時間：35-45min;2)VD爐真空脫氣，處理溫度1550~1610℃，時間大于20min;3)精煉時造白渣，使用精煉合成渣、埋弧渣，堿度高(CaO與SiO2的質(zhì)量比大于3.5);5)出鋼溫度平均在1650℃以上，鋼水在鋼包停留時間平均在130min 以上。隨著鋼包二次精煉技術(shù)的發(fā)展，鋼包用耐火材料也在這個過程中不斷的朝前發(fā)展，它必須具備的條件有耐高溫、耐熱沖擊、耐熔渣的侵蝕，還需要具有較高的機(jī)械強(qiáng)度、需要隨鋼水不斷的攪動和沖刷。對于渣線部位侵蝕的主要原因歸結(jié)為四大方面：一是工藝因素，這個就包括了在鋼鐵冶煉過程當(dāng)中的攪拌強(qiáng)度、送電量、處理時間等等;二是精煉渣的成分問題，渣中的F、MgO、Al2O3、CaO、TFe等元素對渣線磚的影響;第三是耐火材料及砌筑質(zhì)量;第四則是機(jī)械損傷。在這幾個因素里面，精煉渣對鎂碳磚的損毀是最大的，不同的冶煉鋼品種以及里面所含的雜質(zhì)不同，對于渣線磚的損毀程度也是不一樣的，它的侵蝕過程一般為：氧化→脫碳→疏松→沖刷→脫落→損毀。鋼包渣線磚的氧化主要是碳的氧化，包括氣相氧化、液相氧化、間接氧化和氣孔的影響。氣相氧化是指碳的直接氧化，石墨在高溫下與空氣(O2)、水蒸汽(H2O)和碳酸氣等共存而產(chǎn)生的氧化。液相氧化則是指熔渣中的鐵和錳的氧化物引起碳的氧化，通常在冶煉過程中隨著熔渣中總鐵含量的增加，鎂碳質(zhì)的爐襯磚損毀速度就加劇。在這個過程當(dāng)中，隨著含碳制品表面形成脫碳層后，熔渣容易滲透并產(chǎn)生反應(yīng)，導(dǎo)致襯磚的結(jié)構(gòu)疏松，加快制品的損毀。間接氧化是在高溫狀態(tài)下MgO與碳產(chǎn)生反應(yīng)，形成脫碳層，導(dǎo)致鎂碳磚組織結(jié)構(gòu)的惡化，這個過程中的損毀是最為嚴(yán)重的，熔渣向脫碳層不斷的侵蝕，與鎂砂形成反應(yīng)層出現(xiàn)低熔物，最終引起鎂碳磚的熔蝕和沖蝕。鋼包渣線結(jié)渣則是指在鋼水澆完之后仍有一部分掛留在鋼包渣線位置，形成這個的原因主要有：一是鋼水待澆時間長，冷卻結(jié)殼在渣線部位結(jié)渣。二是鋼渣中鋁含量較高時，鋼水粘稠度大，在鋼水鎮(zhèn)靜過程中隨著渣面溫度降低而凝固在鋼包的渣線部位。第三個因素是鋼包渣線磚本身就有侵蝕，產(chǎn)生了凹坑或者凹陷(在下渣的過程中，隨著鋼渣中堿度的變化，鋼包包壁與渣接觸的襯磚逐漸被溶解、脫落而形成的凹陷)。當(dāng)熔渣中堿度穩(wěn)定后，熔渣與渣線磚互溶并結(jié)合形成新的結(jié)渣層，結(jié)渣越來越多并且越來越容易掛渣。如何改善渣線部位的損毀呢?這也是眾多學(xué)者以及煉鋼工作人員一直在研究的問題。我們針對多個鋼廠的案例及實驗室的驗證提出以下幾點，供參考：1.優(yōu)化精煉系統(tǒng)、改善冶煉條件。精煉過程中往往會加入輕燒白云石，提高渣中氧化鎂的濃度，以此來提高熔渣的堿度和黏度，降低渣中FeO的含量，經(jīng)多個廠家實驗，渣中FeO含量控制在0.5%左右、MgO含量控制在12%左右時，調(diào)整好爐渣的黏度，可有效降低爐渣對鎂碳磚的侵蝕。2.采用更好的耐火材料。因為鎂碳磚的抗侵蝕能力、抗熱震性能主要受耐火磚原料的影響比較大，比如鎂砂的質(zhì)量，顆粒的分布以及添加劑的選用等因素。鎂碳磚中使用的鎂砂純度越高，雜質(zhì)中的B2O3越少，碳硫比例高，這時候襯磚的耐侵蝕效果越好。碳含量控制在14%左右的以電熔鎂砂為原料的鎂碳磚渣線抗侵蝕性越好。3.改變砌筑工藝、優(yōu)化磚型設(shè)計。不管是新砌鋼包還是小修的鋼包，一定要注意耐火內(nèi)襯的結(jié)構(gòu)問題，比如平砌和立砌的差別，小修時新渣線與結(jié)合處的錯臺問題、砌筑時工作層與永久層之間膠泥的處理等等。4.控制吹氬、通電制度。LF爐一般會有三相電極，電極若位置進(jìn)行偏移，則電極附近鋼渣的熱量及爐渣溫度過高，會對渣線鎂碳磚造成破壞性的侵蝕。5.加強(qiáng)鋼包運行控制及紅包周轉(zhuǎn)。6.在鋼包內(nèi)襯增加防氧化涂層。有些單位的鋼包砌筑完畢進(jìn)行烘烤時，并沒有對烘烤過程中含碳工作層進(jìn)行防氧化處理，導(dǎo)致烘烤結(jié)束后，鎂碳磚層就已經(jīng)有幾十mm的氧化脫碳層。因為可以通過增加防氧化涂層來提高渣線部位鎂碳磚的使用壽命。
