转炉是炼钢的急迫摆设，是一种不需求外加热源，要紧以热态生铁、废钢、铁合金为材料的炼钢炉。遵循炉衬耐火材料性质分为酸性转炉和碱性转炉，遵循气体吹入炉内的部位分为底吹转炉、顶吹转炉、侧吹转炉和顶底复合吹炼的转炉。
转炉炼钢法史乘长久，早在年英国人贝斯麦就首创了底吹酸性转炉，为近代炼钢法的起头。年又浮现了托马斯碱性转炉，也许管理高磷生铁。年法国人马丁欺诈蓄热道理树立了平炉炼钢法，一度成为寰宇上要紧炼钢摆设，20世纪50年头，寰宇约有85%的粗钢由平炉锻炼。年奥地利浮现纯氧顶吹转炉，管理了钢中氮和其余无益杂质的含量题目，同时削减了随废气损失的热量，也许吹炼温度较低的生铁，节俭了高炉焦炭耗损量，且能应用较多的废钢，炼钢速度特殊快（一炉钢约10min，而平炉要7h），年又浮现氧气底吹法转炉，年又首创了用碳氢化合物庇护的双层套管式底吹氧枪的底吹法，种品种别的底吹法（如OBM、Q-BOP、LSW等）在实践临盆中显示很多优于顶吹之处。奥地利人于年研讨顶底复吹炼钢工艺，20世纪80年头初投入临盆，它比顶吹和底吹更优秀，有的国度基础淘汰了纯真顶吹的转炉。
在我国，年唐山钢厂的空气侧吹转炉炼钢法实验胜利，年投产，年发端袖珍氧气顶吹转炉实验胜利，年首钢把空气侧吹转炉改成3t氧气顶吹转炉，年投产两座30t顶吹氧气转炉，跟着唐山、上海、杭州等地的钢铁厂前后改建3.5～5t顶吹氧气转炉，随后一些大型钢铁企业，如鞍钢、武钢等将平炉改成～t氧气顶吹转炉，年投产，具备先进技艺的宝钢也是采取t的大型氧气顶吹转炉炼钢，往后，我国基础上淘汰了平炉炼钢。比年来，浮现顶底吹复合吹炼转炉，滑板挡渣技艺，使锻炼时光缩小，钢水成份和温度更匀称，削减钢中混合物，抬高钢水皎洁度等长处，我国一些钢厂也遍及采取顶底复合吹炼技艺。遵循统计，转炉钢占寰宇粗钢总产量的70%以上，而我国占90%。
转炉基础上是由耐火材料筑成的，炼钢用耐火材料成本约占炼钢工序成本的9%～13%。由于列国的铁水成份及耐火材料资本不同，炉衬耐火材料的取舍也各有注重，西欧、俄罗斯等产业发财国度前后从白云石质，镁质成品进展到目前的镁碳砖，日本是最先应用镁碳砖的国度。我国转炉内衬过程焦油白云石质、焦油镁质、镁白云石质、镁白云石碳砖到目前遍及应用镁碳砖。由于镁碳砖耐腐蚀、抗热震、耐磨损、导热性好、抗剥落、高温下功用平稳，列国转炉内衬遍及采取。耐火材料的功用及原料，直接影响转炉的炼钢法子及应用寿命，对抬高产物原料和经济效力有特殊急迫的意义，转炉用耐火材料题目引发人们的关心，显现出一些耐火材料的新技艺，如喷补技艺、溅渣护炉技艺、滑动水口挡渣技艺等。
1转炉内衬的机关及耐火材料损毁机制
炉衬机关可分红炉底、熔池、炉壁、炉帽、渣线、耳轴、炉口、出钢口、底吹供气砖等部份。转炉内衬由绝热层、永远层和做事层构成。绝热层时时用石棉板或多晶耐火纤维砌筑，目前有些采取镁砂填充层取代，炉帽绝热层用树脂镁砂制成；永远层各部位不同样，多用低挡镁碳砖、或焦油白云石砖或烧结镁砖砌筑；做事层悉数用镁碳砖砌筑。我国的镁碳砖有三个商标。转炉不同部位应用的镁碳砖对其功用有不同的请求，日本品川耐火公司开拓出满意不同部位请求的系列镁碳砖产物，见表1。在转炉临盆进程中，由于做事层直接遭到加废钢的死板打击和磨损效用、与高温钢水熔渣直接来往，受高温熔渣和钢水的浸透及腐蚀，以及受钢水、熔渣和炉气的冲洗等效用，做事前提非常顽劣，各部位的做事前提不同，而损毁水平也不同。在应用进程中，时时要一再捣毁做事层，而永远层较完好，就不退换。
2转炉运用耐火材料的技艺上进
炉龄是转炉炼钢的急迫技艺目标。抬高炉龄不但升高了临盆成本，况且抬高了临盆效率。转炉内衬的耐火材料是影响炉龄的要紧成分，比年来，过程科技人员的开拓研讨，内衬的寿命获得显著抬高，耐火材料的单耗升高到2～0.38kg/t钢。详细法子以下。
表1系列镁碳砖的功用2.1归纳平均砌炉
针对炉衬不同部位的腐蚀境况不同，取舍3～6个不同层次的镁碳砖，离别砌筑在渣线、耳轴、炉壁、熔池等部位，以求最佳的经济效力。腐蚀最严峻的部位，砌筑原料最佳的砖。内衬都采取镁碳砖干法砌筑，也许泥砌一些含碳的镁白云石砖，这些砖在高温下有不同水平的膨胀性，不用砌得过火亲密。各部位的工况大概以下：
（1）炉口温度变动猛烈、熔渣和高温炉气冲洗强横、加料和算帐残钢残渣时，炉口遭到打击，是以，请求镁碳砖有较高的抗热震性和抗渣性，且不易粘渣；
（2）炉帽受熔渣腐蚀最严峻，同时受温度遽变和废气冲洗的影响，要用热震平稳性和抗渣性好的镁碳砖；
（3）装料侧炉衬在吹炼进程中除受钢水、熔渣的冲洗和化学腐蚀外，还受废钢装入和铁水兑入的撞击与冲蚀，请求砌筑高抗渣性、高强度、高抗热震性的镁碳砖；
（4）出钢侧炉衬主借使出钢时受钢水的热打击和冲洗效用，毁坏速度低于装料侧，如双侧用同样的镁碳砖，也许稍薄些；
（5）渣线在吹炼进程中炉衬与熔渣长时光来往，特殊是排渣侧遭到熔渣的激烈腐蚀，炉衬损毁较严峻，要用抗渣性优秀的镁碳砖；
（6）耳轴部位炉衬表面无庇护渣遮盖层，镁碳砖中的碳素极易被氧化，并难以补缀，因而要砌筑抗渣性优秀、抗氧化性强的高等镁碳砖；
（7）熔池和炉底固然受钢水的冲蚀，但与其余部位比拟损毁较轻，可砌筑含碳量较低的镁碳砖。借使顶底复吹转炉，炉底核心部位简单损毁，可砌筑与装料侧雷同原料的镁碳砖。
2.2抬高镁碳砖原料
前方曾经解释，镁碳砖具备抗热震、耐腐蚀等卓绝功用，精深用于转炉内衬。但在应用进程中觉察，由于镁碳砖易氧化，致使抗热震、抗腐蚀功用变差。研讨人员探究出一种抗氧化自修理新式复合抗氧化剂：采取金属Al、Si粉或Al-Si复合粉为抗氧化剂，经热管理或高温从军时原位生成SiC、AIN等高抗腐蚀物相；尚有的是增加种种预合成纳米碳，如炭黑、纳米石墨氧化物复合粉，取舍符合的过渡元素（Fe、Co、Ni）无机或有机化合物做为催化剂，酚醛树脂裂解产生CO、C2H2、CH4等气体，在过渡金属催化效用下，产生碳纳米管、纳米碳纤维等低维石墨化碳。过程这些技艺使镁碳砖坚持优秀的耐腐蚀、抗热震功用。
2.3开拓未必形耐火材料，补缀炉衬
为了抬高转炉内衬应用寿命，对于部分损毁部份施行随时补缀。运用新式未必形耐火材料及补缀技艺，大幅抬高了转炉内衬的应用寿命，遍及在炉次以上，有的在炉次以上。方今，遍及采取大面热补缀，对加料侧、炉底和出钢侧施行保护。对熔池圆角和耳轴用喷补料，在转炉出钢口退换时采取灌浆料填缝及出钢口地域的保护。此中大面补缀料要紧有MgO-SiO2质（也称水基大面料）、MgO-C质、MgO-CaO质等；喷补料要紧有MgO质、MgO-CaO质、MgO-Cr2O3质等。这些未必形耐火材料按连接剂分为无水补缀料（主借使沥青、煤焦油及沥青粉、树脂等）和水系补缀料（MgO-SiO2-H2O连接和磷酸盐连接）。补缀料的品种及功用特色见表2。
表2高温补缀料品种及功用特色应用煤焦油、沥青、树脂等有机物做为连接剂，有浑浊处境，烧结时光长，不耐腐蚀等题目。秦岩等人开拓了一种用高纯镁砂粉（MgO97.02%）和中挡镁砂（MgO94.80%）颗粒为要紧材料，SiO2超微粉（SiO2=97.02%）为连接剂的无碳环保型大面补缀料。这类水基大面补缀料，采取湿式直流浇注的方法，高温铺展性好，高温烧结进程中不产生无益气体，产生陶瓷连接，烧结时光缩小50%以上，机关精细，抗氧化、耐冲洗，过程量家应用，现场无烟尘，应用寿命伸长2～3倍。大面补缀料的详细配料情形见表3。
对于简单损毁的耳轴及渣线等部位采取喷补的法子。方今国内遍及应用镁质喷补料，应用寿命较量低。有人开拓出镁碳质喷补料，要紧材料为3～0mm镁砂（MgO95.2%)，3～0mm碳（C=94.2%），沥青A（停止C=46.3%，软化点～℃），沥青B（停止C=43.5%，软化点～℃）以及增加剂等。过程实践应用得出其反弹率低、附着性好、烧结强度高，应用寿命较镁质喷补料抬高30%，削减了转炉补缀次数。
表3大面补缀料颗粒配比（w%）尚有铁块渣补炉技艺，是欺诈铁块与高温液体渣的神速换热，而高效冷固粘合，对部分薄弱部位补缀，节俭了补炉料成本，留渣职掌节俭了造渣料耗损，削减缓了炉衬腐蚀，抬高了金属收得率，伸长了炉衬寿命。福建三安钢铁公司过程管制炉渣碱度、MgO含量、FeO含量等参数，出钢后欺诈适当的生铁块加快炉渣冷却，使炉渣混杂生铁块冷凝粘结在转炉废钢、铁水打击地域，到达补炉的目标。此法子能欺诈临盆空隙施行补炉，一次只要10min，较老例补炉节俭1h以上，况且特殊环保。
为相识决炉口、炉帽的粘渣题目，采取一种防粘渣喷补料，是用用后镁碳砖的更生料为要紧材料，过程半干法喷补动工，喷补层厚度35～50mm，附着率80%以上，取患了较好的应用成就。
日本品川耐火公司开拓出可神速强硬的MgO-C质喷补料（见表4），强硬时光大幅度缩小。
表4神速强硬的MgO-C质喷补料功用2.4护炉
也许过程优秀的职掌来庇护炉衬。20世纪90年头美国开拓胜利转炉溅渣护炉技艺，便是在出钢完毕后，炉内液体炉渣不倒掉，并向炉内加一些轻烧镁球或白云石料，使渣的熔点和黏度抬高，过程氧枪向炉内放氮气，使液体炉渣飞溅到炉衬上，由于炉渣的成份有MgO，对炉衬有利益。我国推行溅渣护炉后，炉龄抬高3～4倍，遍及在炉次以上，吨钢耐火材料耗损升高0.2～1.0kg，补炉料耗损削减0.5～1.0kg/t，转炉欺诈系数抬高2%～3%。溅渣护炉比补炉成本低，但应用成就没有补炉好，也不平稳。
2.5抬高顶底复吹转炉供气元件寿命
通太低部吹气搅拌熔池，抬高钢水收得率和钢水原料。供气元件分喷嘴型和砖型两大类。此中砖型是运用的干流，砖型要紧有弥漫型、环缝型和直通孔型。直通孔型供气阻力小、气流调动局限大、气密性好、不易漏气、金属管对砖有增加效用，使砖不易剥落、开裂等长处，是进展的干流。洛耐院用高纯镁砂、鳞片状石墨为要紧材料，加Al、Si粉和B4C抗氧化剂，用热固性沥青改性树脂做为连接剂，加适当沥青粉的配料，泥料搅拌匀称后，用等静压成型制备MgO-C质供气元件，应用了局是：腐蚀速度为0.28mm/炉次，最高应用寿命达炉次。为了升高不锈钢管的渗碳速度，抬高应用寿命，表面涂大于1mm的涂层，使之在不锈钢表面产生热平稳，抗碳复原的精细庇护阻隔层。
日本品川耐火公司开拓出具备较高断裂韧性，抗热震性卓绝的透气砖，见表5。在t转炉上应用，与保守透气砖比拟，斲丧速度升高约40%，转炉运转炉没有退换透气砖。
表5转炉供气元件功用宣钢团体炼钢厂采取金属管型镁碳质透气砖，每块砖嵌入30根不锈钢管，用t压砖机冲压成型。透气砖在80t复吹转炉低部吹入N2、Ar气体，转炉炉龄达炉次，低部供气与炉龄同步，力图00炉次同步。
2.6采取滑板挡渣技艺，抬高滑板原料
滑板挡渣技艺是比年来敏捷进展的新技艺。滑板挡渣摆设是将相同钢包滑动水口机构系统移植到转炉出钢口部位，以死板或液压管制方法开启或敞开出钢口，到达挡渣的目标。滑动水口挡渣技艺对抬高钢水收得率，削减钢中混合物，抬高钢水皎洁度，削减钢包粘渣，伸长钢包寿命等方面有优异的上风。
出钢口内水口联接出钢口砖末了，下接出钢口上滑板，而外水口联接出钢口下滑板。内/外水口及滑板要有较好的抗渣腐蚀、高温抗氧化、抗热震等功用，滑板还要有耐磨性。方今外水口要紧有不烧镁碳质、不烧铝锆碳质和氧化锆质（镶嵌内芯）成品，其理化目标及应用寿命见表6，不烧水口多半过程沥青浸渍管理，应用寿命30～90炉次。
表6外水口的材质，理化目标和应用寿命方今国内挡渣滑板的材质、理化目标及应用寿命见表7。应用寿命偏低，有研讨讲明，惹人膨胀石墨、Si粉也许增进砖中产生SiC晶须，抬高滑板韧性，抵当裂纹增添，抬高滑板的抗热震性，伸长应用寿命。
表7不同材质滑板理化目标和应用寿命洛耐院归纳了挡渣滑板损毁缘故，觉察上滑板与钢水来往，主借使腐蚀扩孔损毁，下滑板与外界空气来往，主借使热震裂纹增添损毁。是以，过程上滑板镶嵌锆环，下滑板镶嵌锆板工艺，抬高了锆环锆板的抗腐蚀及抗热震性，使滑板的寿命平稳在20炉次左右。开拓3个系列产物，满意不同工况的需求（见表8）。
表8滑板锆环、锆板的理化目标和功用3转炉用耐火材料的进展趋向及优化技艺方位
转炉炼钢技艺的进展驱策了耐火材料的技艺上进，但有些部位的耐火材料的应用寿命及应用法子仍不尽人意，往后的进展趋向是：（1）开拓高功用，耐磨损、抗热震低碳镁碳砖；（2）开拓神速烧结，无浑浊的环保型热补缀料，长命喷补料以及好的补缀法子；（3）开愤怒焰喷补，大面水基半干喷补料固然无烟尘，但有水份，易产生蒸汽，给做事面的粘结及应用留住隐患，而火焰喷补与做事面即刻熔融烧结成一体，时光短，应用寿命长；（4）开拓炉体冷却工艺，进一步抬高炉衬寿命，溅渣护炉，炉龄抬高，但炉衬减薄，会使炉壳变形，冷却技艺能抵御炉壳变形，使炉壳寿命抬高到10～15年；（5）开拓长命复合吹炼供气元件，如复合型供气元件，优化底风口机关安置，适应顶底复吹、低氧出钢、低部喷粉、低部供氧、低部吹CO2等先进技艺；（6）矫正挡渣滑板功用与机关，如复合型滑板等，伸长应用寿命，削减退换次数；（7）开拓轻量节能型并具备优秀高温功用的耐火材料；（8）研讨开拓长命水冷烟罩、烟道等隶属摆设。
-END-
对于本文：
校审/党晓云
编纂/杜娟
泉源/冶金技艺网
此文版权归原做家一切，若有侵权请关联省略。
更多出色资讯尽在昔日钢铁APP
扫描判断
转载请注明地址:http://www.1xbbk.net/jwbrc/949.html
