一、概述:
二、钢包工况要求:
根据钢厂冶炼工艺不同可以分为:转炉钢包、电炉钢包;根据冶金作用可以分为:普通钢包、精炼钢包;根据材料及施工方法不同可以分为:浇注钢包、砖砌钢包;根据容量大小不同可以分为:50t以上的为大钢包、50t以下的为小钢包;钢水包用于炼钢厂、铸造厂在平炉、电炉或转炉前承接钢水、进行浇注作业。结构特点:结构形式有塞杆式及滑动水口式,龙门架配有脱勾式于轴承式两种,其中塞杆式钢包的升降机构中置有滑杆奸细消除机构,以保证多次使用后,塞杆中心与水口中心的一致性钢包一般采用的耐火材料有以下几种:铝—尖晶石—碳砖;MgO—CaO—C系材料,如镁碳砖、镁钙碳砖、镁白云石砖等MgO—Cr2O3—Al2O3系材料,如镁铬砖、方镁石——尖晶石砖。炉渣碱度较低而波动大的部位使用效果比较好,炉渣碱度较高的部位一般使用MgO—CaO—C效果比较好。志盛威华高温涂料开发研究部总结发现,不管采用哪种耐火耐高温材料,必须具备以下特点:
(1)材料耐高温,能经受高温钢水长时间作用而不熔融软化;
(2)材料耐热冲击,能反复承受钢水的装、出而不开裂剥落;
(3)材料耐熔渣的侵蚀,能承受熔渣对钢包内衬的侵蚀作用;
(4)安全系数高,要求钢包在使用过程中间不红包、不漏钢,保证安全作业;
(5)钢包材料内衬具有一定的膨胀性,在高温钢水作用下,内衬之间紧密接触而成为一个整体;
(6)具有足够的高温机械强度,能承受钢水的搅动和冲刷作用。
(7)耐火材料成本和其它要求。
三、钢包的使用要求:
钢包的使用现状钢包的使用条件苛刻:出钢温度偏高(>1700℃),每日的受钢次数低(仅5ch),从而使砌块既要承受高温钢流的冲刷,还要承受急冷急热可能造成的裂纹和剥离。
钢包使用条件
钢包容量
90t/炉次
出钢温度
1706℃
开始出钢-浇铸终了
92.9min
RH处理比率
92%
(T.Fe)
11.3%
渣碱度(CaO/SiO2)
3.5
周转钢包
4-9个
每日钢包受钢炉次(ch)
5炉次/day
所以先进的生产工艺和设备需要相应的优质耐火材料相配合,炉外精炼苛刻的工艺条件对耐火材料提出了更高的要求,耐火材料的使用寿命已成为制约炉外精炼处理能否正常进行的关键环节。因此,只有不断研制开发新产品,改进提高现有产品的性能,发挥耐火材料衬里的全部效能,获最佳的经济效益,才能满足炼钢生产的需要。炉外精炼作为电炉转炉——模铸(连铸)生产的中间环节,起到提高产量、保证质量、净化钢水及调节成份的作用。因此,在模铸(连铸)生产中,要提供化学成份、气体含量及夹杂物合格的钢水,必须进行炉外精炼。炉外精炼一般有四种形式:VHD、VOD、LF、VD。
目前,炉外精炼钢包衬主要以镁碳砖为主。近年来,由于冶炼低碳钢、超低碳钢和提高钢包寿命的需要,已开发出无碳钢包衬,使炉外精炼钢包寿命大幅度提高。同时,钢包衬的无碳化、碱性化也是冶炼洁净钢的新需要,是钢包衬用耐材的发展方向。无碳材料有整体浇注料(主要为刚玉一尖晶石质、刚玉一氧化镁质浇注料)、浇注预制块、无碳机压成型砖(铝镁质或铝尖晶石质)。所用钢包内衬耐材的纵剖面图:净空、渣线、水口部位采用MgO—C质耐材,在钢液熔池部位的侧壁、包底、钢流冲击砌块则采用了A12O3一MgO质耐材;另外,抗钢流冲击砌块设置在包底的中央部位。
其损坏形态如图所示:钢包在实际使用了15ch后,由于出钢时砌块承受钢流的冲击大,故使用之初就在其中央部产生了裂纹,龟裂的扩展就造成了材料的剥落,从而缩短了使用寿命。因此,提高耐材的耐剥离性十分重要。ZS-1071耐高温无机粘合剂耐温可以达到1800℃,志盛威华耐高温无机粘合剂粘结力强耐蚀性,而且可以再高温下保持良好的粘接性能和抗腐蚀性,使用寿命长是钢包维修的极好地修补、粘结材料。 五、钢包耐火材料总结: 由上面分析可知,钢包包龄综合提高是炼钢技术水平提高的永无止境的要求,因此必需研究钢包用耐火材料寿命的瓶颈。但要保证熔池工作层与渣线工作层的侵蚀速度保持一致是比较困难的,因为渣线工作层寿命大大低于熔池工作层的寿命,所以追求包龄的经济性,其关键是提高渣线工作层的寿命,具体的技术措施主要包括以下4个方面的改进: (1)对钢包现场的工艺参数及相关技术条件进行研究,合理选择与之相适应的耐火材料; (2)优化钢包砌筑方案,采用不同部位使用不同材质的耐火材料,根据不同的侵蚀特征使用不同形状和厚度的耐火材料; (3)在使用时要强化钢包管理,保持钢包使用的连续性,减少因急冷急热导致耐火材料的剥落现象。 换言之,在设计钢包时要根据不同部位使用的耐火材料的侵蚀速率,与最初预计的使用寿命来计算出各部位所需要的厚度,在有必要的地方如渣线和包底冲击区要适当加厚设计,或是选用好的、最新的耐火耐高温那材料,保证他们同步损毁。
