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RH能低成内陆餍足钢种脱气擢升品质实行公道成本的请求,被越来越精深运用于炼钢简练脱气处理。宝钢近几年来络续树立了5座RH真空处理设施,国内各钢厂增建的大型RH设施在10座以上。RH真空简练技艺是一种操纵简朴、经济灵验的二次简练技艺,其功用已进展到脱气净化、吹氧脱碳、造渣脱硫脱磷和合金化,简练处理工夫也从平昔较广大的10多分钟进展到比年来的50多分钟,响应地,对RH简练炉用耐火材料的请求也越来越高。RH简练炉用耐火材料,从采纳普遍烧成镁铬质进展到直接聚集镁铬砖、半再聚集或再聚集镁铬砖。为应对严酷的操纵处境,稀奇是为了适应RH脱硫工艺,鄙人部槽、环流管等RH关键部位运用的高纯再聚集镁铬砖中Cr2O3品质分数高达24%以上。
在高温、碱性和氧化氛围的操纵处境中,含Cr2O3的镁铬成品在Na2O、K2O或CaO参加效用下,三价铬Cr3+能改变成六价铬Cr6+。Cr6+是一种致癌物,对人体无益且易溶于水,能够以气相存在,在临盆操纵中会随烟气排入地面浑浊空气,操纵后的残砖中Cr6+随雨水熔解、渗入地下而产生水浑浊。因而几年来西洋、日韩和台湾等接踵出台了克制或束缚含铬成品临盆操纵的律例,钢铁企业为适合环保须要,均在踊跃推动RH简练炉用耐火材料无铬化,实验了各式大概的技艺法子,依据未公然的互换质料,各钢厂实验过如烧成镁锆质、镁尖晶石质、镁尖晶石钛质和镁尖晶石锆质砖和不烧低碳镁碳砖等,均未能降服寿命低、成本高的困难。宝钢是国内较早开展这项劳动的钢铁企业,经过践行,最后筛选了不烧镁尖晶石砖,使得RH炉各部位操纵寿命相当,临盆成本降落,炼钢厂最后实行了耐火材料全数无铬化。
1耐火材料无铬化协商
RH炉在真空和高温的前提下，停止性遭到钢水喷溅和冲洗效用，伴随简练渣腐蚀及温度摇动，炉衬材料稀奇是浸渍管、环流管及下部槽部位，除了冲洗腐蚀外尚有构造剥落和热震剥落，影响程度展此刻耐火材料衬操纵寿命上。从表1所示RH简练炉各部位的寿命可知，环流管和下部槽遭到冲洗腐蚀和剥落效用是最强的，屡屡须要替换，普遍都是3或4套浸渍管配1套下部槽砖，10套下部槽树立1套上部槽;下部槽及如下部位耐火材料耗费量大，功能请求高。而践诺无铬化运用开拓的要点在于环流管(见图1)，据观察，RH炉内衬缮治的起源有80%是环流管损毁。这大概是由于环流管构造易松动，而震动钢水直接冲洗环流管，涡流钻缝景象特征严峻，屡屡产生砖体断裂、渗钢和腐蚀大。环流管检验了无铬化开拓的技艺技能。
表1RH简练炉各部位的寿命
图1RH简练炉构造
在宝钢的无铬化推动进程中,离别试用了烧成镁尖晶石锆砖、刚玉尖晶石预制砖或大伙管和不烧镁尖晶石砖,这三种无铬材料都到达了同期镁铬砖的相当程度。前两种无铬材料的制产生本高于镁铬砖的,更值得推行的是不烧镁尖晶石砖。预制成型的环流管和浸渍管具备大伙性卓越和更耐脱硫渣的益处,在钢厂处理某些钢种的RH炉得到保存。
1.1烧成镁尖晶石锆砖
尖晶石能授予成品卓越的抗剥落功能,同时ZrO2与侵略的CaO生成高温相锆酸钙,在晶间起到了阻挡机关劣化的效用,能够擢升抗冲洗性及抗渣腐蚀功能,因而,镁尖晶石锆砖具备卓越的抗冲洗、抗剥落及抗渣腐蚀功能。烧成镁尖晶石锆砖和高铬镁铬砖的理化功能比拟见表2。
表2烧成镁尖晶石锆砖和高铬镁铬砖的理化功能
用烧成镁尖晶石锆砖砌筑的下部槽和环流管,其试用过的寿命离别是炉和炉,与同期的镁铬砖相当。观察操纵后烧成镁尖晶石锆残砖的外面,见图2(a),发掘无铬砖的渣浸透层很薄,其显微描摹见图2(b);同时在无铬砖的表面还观察到显然的热震罅隙,见图2(a)中的B、C二处。镁锆砖鄙人部槽或环流管的损毁很大程度上是由于其抗剥落性差。
图2烧成镁尖晶石锆砖的残砖描摹
1.2刚玉-尖晶石浇注料
浇注料做为预制块,在浸渍管上日本有过运用。采纳浇注料的上风是能够大伙制做大型预制件的管体,从构造上消除砌筑砖缝,进而杜绝管体劳动层渗钢,削减浸渍管下端口掉砖等。宝钢开拓的大伙浇注技艺已伸展到环流管。图3为大伙预制成型的环流管和浸渍管。
图3大伙预制成型的管体构造
刚玉-尖晶石无铬浇注料的理化功能见表3。此浇注料的主质料为白刚玉、富铝尖晶石超微粉和尖晶石。采纳富铝尖晶石超微粉做基质聚集材料推动烧结,插足品质分数不低于7%,使材料的抗钢水冲洗性、抗热震性和耐钢渣腐蚀性卓越;且具备极低的线改变率(见表3),高温体积稳固,因而预制件在本质操纵中无显然开裂或剥落。刚玉-尖晶石预制件的耐脱硫处理技能强于镁铬砖的,在其余情形下的寿命与镁铬砖相当。
表3刚玉-尖晶石浇注料的理化功能
采纳刚玉-尖晶石浇注料预制件砌筑下部槽侧壁举行实验,发掘除降落管正面的钢水攻击处熔蚀外,无铬材料的损速度略大于镁铬砖,其余各部位相当;况且用后的无铬材料热面平坦,无构造剥落或热剥落,蜕变层薄,见图4。
图4下部槽第一次替换环流管时的槽壁刚玉-尖晶石材料
1.3不烧镁尖晶石砖
RH炉衬用镁尖晶石无铬砖,其主质料是镁砂(占85%~92%,品质分数)和富铝尖晶石(占8%~15%,品质分数),采纳压砖机抑制成型,临盆工艺相似于镁碳砖。富铝尖晶石以超微粉的大势插足,超细粉表面活性高,具备结协效用,替换通例的无机聚集剂;又可行使超微粉的活性烧结和兴盛Al2O3的反映烧结性格,使材料在高温操纵进程中渐渐烧结产生精细的机关结讲和卓越的操纵性格。表4示出了不烧镁尖晶石砖的理化功能。
表4不烧镁尖晶石砖的理化功能
从图5中可看出,镁尖晶石无铬砖和镁铬砖的热膨胀功能差别不大,因而做为整槽砌筑的无铬砖衬在构造上是稳固的。镁尖晶石砖与镁铬砖比拟,其重要不够之处是Al2O3成份向渣中熔入速度较快;其次是入采用高纯合成镁砂临盆镁尖晶石砖时,基质需采纳超微粉,不然难以得到卓越的聚集机关。从图6中可看出渣蚀面积随砖中Al2O3含量的增进而增大。
图5镁尖晶石砖与镁铬砖的热膨胀功能
图6镁尖晶石砖抗渣功能与Al2O3含量的瓜葛
不烧镁尖晶石跟着操纵次数增进,砖体经高温烧结使机关构造精细化,熔损速度趋于稳固并降落。镁铬砖具备卓越的功能和耐渣蚀性,合适于做为RH真空简练安装内衬,但它们损毁是熔渣浸透致使构造剥落,随操纵次数增进而构造剥落会加重。经过比拟炉操纵此后下部槽攻击区残砖的厚度发掘,无铬砖残厚略大于镁铬砖的,况且无铬砖在操纵进程中未观察到显然的剥落毁坏产生,讲明该无铬材料可在RH真空设施炉衬的冲洗严酷部位替换镁铬砖。
7年发端,钢厂在RH炉如下部槽、环流管和浸渍管为主体部位举行无铬化实验,从烧成镁尖晶石锆砖、刚玉浇注料成品过渡到不烧镁尖晶石,8年实行了整槽不烧镁尖晶石无铬耐火材料衬,年RH简练炉用耐火材估中无铬耐火材料约占15%,年下半年全数推行无铬耐火材料。年发端,宝钢炼钢厂的5台RH炉内衬耐火材料全数实行整槽无铬化,不再操纵镁铬砖。
2、无铬化耐火材料的运用实绩
无铬耐火材料在宝钢的产业运用功绩见表5,此中无铬耐火材料寿命统计的是年上半年的,镁铬耐火材料寿命是年上半年。上部槽操纵周期长,数据少,未归入统计表中。表5中数据讲明,在曾经得到运用的RH炉中,不论管体仍然槽体,其无铬化耐火材料都已到达与保守镁铬耐火材料相当的运用实绩,稀奇在环流管和浸渍管实行无铬化后,根本消除了春天反常率回升的景象。
表5宝钢RH无铬耐火材料的产业运用功绩
宝钢的无铬化耐火材料运用于今,操纵寿命不减色于高级镁铬耐火材料,技艺上明了完备了替换镁铬耐火材料的技能。由于采纳不烧机压工艺,无铬砖约能低落5%~8%的成本,具备必然的商场比赛上风。
3、结语
在RH炉耐火材料内衬上,宝钢胜利开拓并运用无铬耐火材料,所开拓的三种无铬材料均能全数替换镁铬砖并在关键部位获患有与镁铬砖相当的操纵寿命,此中不烧无铬砖在耐火材料临盆效率、成本和环保、品质稳固性方面呈现出显然上风:
(1)烧成镁尖晶石锆砖做为替换镁铬砖在RH上运用,存在着操纵后剥落的景象，成本上也不具上风。
(2)刚玉浇料料固然也不具备成本上风,但采纳大伙浇注成型的工艺,能灵验处理环流管内侧部渗钢和浸渍管掉砖缺损等脱硫锻炼工艺中的题目。
(3)不烧镁尖晶砖以低成本高稳固性的性格在RH炉全数部位获得卓越功绩,并已在宝钢股分炼钢厂的5台RH炉上全数替换高铬镁铬砖,得到通例化运用。跟着镁铬砖的全数替换,宝钢RH简练炉无铬耐火材料低落了耐火材料临盆进程能耗,擢升了钢铁绿色创造程度,显著低落了采办成本。
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