重钢炼钢厂无碳钢包包身、包底采用刚玉-尖晶石预制砖,渣线采用低碳镁碳砖复合砌筑而成。该预制砖具有较好的热震稳定性、体积稳定性,抗钢水冲↙刷能力,抗渣侵蚀、渗透能力。精炼过程中钢◣水自然增碳量<5×106,生产过程中使用安全稳定,包龄达到了181炉。140*8不锈钢管

低碳钢、超低碳钢、无取向硅钢等以优异的性能在汽车、电力等制造业被广泛使用。炼钢生产过程⌒中,钢包冶金是低碳钢、超低碳钢生产过程中非常关键的过程之一。铝镁碳钢包砖以其优异的抗侵蚀性和热震稳定性,广泛应用于钢包工作衬,但在精炼过程中会造成钢水增碳,无法保证钢水增碳量10×106,为了减少生产过程中钢水增碳量,使用无碳钢包砖是极为必要的。无碳钢包包身、包底采用浇注料♀预制成型,渣线采用低碳镁碳砖。为了研究无碳砖的损毁机理,通过与常规铝镁碳砖在210t钢包上的使用效果对比,对该无碳钢包砖的特点进行分析,并采用扫描电子显微镜分析手段,为无碳≡钢包砖的运用提供参考依据。

1无碳钢包砖的性能特点

无碳钢包包身、包底部位耐材主体以尖晶石和刚玉原料为主,其高温强度高、抗热震性好、结构稳定,能够有效地抵挡钢水冲刷与搅拌;同时在基质部分加入一定量的镁砂粉和α-Al2O3粉,工作衬在使用过程中的高温条件下原位生成尖晶石,体积发生微膨胀,使砖体进一步致密化,可以有效地阻止炉渣中FeOCaO渗透,达到较好的抗侵蚀、渗透能力。140*8不锈钢管

钢包渣线部位采用低碳镁碳砖,低碳MgOC砖与传统MgOC砖相比,提高了碳的分散度及颗粒之间接触率,使骨料填充更紧密,在高温条件下弹性模量会显著增大,弥补碳含量的不足,解决熔渣渗透、结构剥落等问题。

2无碳钢包砖应用实践

2.1无碳钢包砖增碳控制

采用传统含碳钢包砖与无碳钢包砖冶炼无取向硅钢(W600),观察RH精炼过程中碳含量的变化。两种钢包砖的RH精炼过程参数见表2、表3

传统含碳钢包在RH精炼过程中,会对钢水◥产生增碳效应,钢水自然增碳量≥30×106;无碳钢包在RH精炼过程中,钢水自然增碳量≤5×106,甚至零增碳。证明无碳钢包砖能够满足低碳钢、超低碳钢的冶炼要求(增碳量<10×106)140*8不锈钢管

2.2无碳钢包砖使用寿命

重钢使用的无碳钢包砖最高寿命达到了181炉,单钢包LF处理比达到55%,包身平均残厚为83.25mm,生产使用过程中安全、稳定、可靠。无碳钢包砖与传统含碳钢包砖使用效果见表表5

为保证无碳钢包砖使用效果及包龄,采取的主要措施如下:140*8不锈钢管

(1)保证无碳钢包热态周转,防止钢包温度梯度过大导致无碳钢包变质层⌒剥落。

(2)无碳钢包下线维护时采用不定型耐材对包壁进行涂抹,高温下与包壁变质层的矿物相互相渗透、反应,FeOMnOSP(尖晶石)形成固∑ 溶体:

FeO+MnO+SP(FeMn)O·(FeAl)2O3

生成具有优良性能的反应层,使得变质层与新喷★涂层牢固地粘接在一起,有效阻止了钢水渗透及侵蚀,延长钢包使用寿命。

使用90炉后,无碳钢包内衬表面较光滑,挂渣良好,未发生大面积剥落,表明无碳钢包预制砖具有良好的抵挡钢水、熔渣渗透及侵蚀的能力。

2.3无碳钢包砖的保温效果140*8不锈钢管

在不含碳的条件下,为了保证砖体均匀良好的导热性,防止砖体开裂剥落,无碳包身砖采用了电熔致密刚玉及板状刚玉。由于二者的热膨胀特性不同,复合加入时,具有高温下微裂纹的增韧机制,缓冲了热应力,预制砖热震稳定性得到改善。140*8不锈钢管

无碳钢包在导热方面要低于传统的含碳钢包,生产中对于同钢种、同工¤艺路线下的钢水温降进行比较,在保温效果上无碳钢包预制砖略优于传统含碳钢包衬砖,满足现实使用要求(6)

3无碳钢包预制砖的损☆毁机理140*8不锈钢管

利用蔡司公司的场发射扫描电子显微镜和牛津仪器的XMax50型能谱仪对无碳钢包预制砖的残砖进行显微结构分析,结果表明:熔渣对无碳钢包预制砖的侵蚀主要是对材料的溶解-渗透作用,残砖分为变质层、渗透∏层和原砖层三部分。由低倍下显微结构形貌图可以看出,熔渣与预制砖接触后,沿基质中的气孔及孔隙渗入砖中,渗透过程中与砖中成分发生化学反应,由于预制砖本身结构致密,且熔渣与预制砖的化学反应过程缓慢,所以熔渣对预制砖的渗透及侵蚀作用均较小,预制砖表现出优异的抗侵蚀性能。熔渣中的铁主要与砖中的尖晶石相发生反应,形成复々合尖晶石相,不影响材料的高温性能,熔渣中的钙、硅主要与砖中的氧化铝发生化学反应,形成高熔点的CAS2C2AS相,反应速率较低。

4结语140*8不锈钢管

(1)使用无碳钢包预制砖,精炼过程中钢水自然增碳量可控制在<5×106,甚至是零增碳。

(2)无碳钢包预制砖使用寿命高,冷态维护︼效果好,最高可达181炉,使用安全、可靠、稳定。

(3)无碳钢包预制砖具有良好的热震稳定性及保温效果。

(4)根据实际使用效果及扫描电子显微镜观察∩分析,证明无碳钢包预制砖具有良好的抗钢水、熔渣渗透及侵蚀能力。