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        不銹鋼包工作襯磚在不銹鋼管生產廠家中的應用
        發布者:不銹鋼管廠(www.modeleweddings.com) 發布時間:2021/8/27 閱讀:102

         浙江宏盛特鋼有限公司是一家老牌的不銹鋼管生產廠家,公司成立至今有二十余年,現有3座150噸轉爐,出鋼溫度為1630~1730℃。鋼包公稱容量為150噸,精煉方式有LF、AR、RH和CAS-OB 4種(其中以LF和CAS-OB所占比例最多,分別為44%和45%),精煉時間約為30分鐘,鋼水在鋼包中的待鋼時間平均為70~90 min。以前鋼包工作襯用耐火材料采用澆注料整體打結,使用壽命在100爐左右。考慮到北方冬季施工條件(氣溫較低)的不利因素,后來改為無碳鋼包預制塊,提高了使用壽命(平均為118爐),同時也解決了施工受外界環境條件制約的問題。為了進一步提高本鋼150 噸鋼包的使用壽命,降低噸鋼耐火材料消耗,自2004年起,浙江不銹鋼管生產廠家開始使用一種新型的低不銹鋼包工作襯磚,最高使用壽命達到140爐。由于該種材料的含碳量較低,通過對鋼水中碳含量的測定,發現碳含量并沒有明顯地增加,適用于冶煉某些對碳含量要求不太嚴格的鋼種。

        一、現場應用

         不銹鋼包工作襯磚采用高鋁剛玉、電熔鎂砂、電熔鎂鋁尖晶石、氧化鋁微粉和鱗片石墨等為主要原料,以酚醛樹脂為結合劑,經過配料、混練、機壓成型的方法制造而成。

         實際應用中采用鋁鎂碳磚和鎂鋁碳磚為工作襯磚。其中鋁鎂碳磚用于鋼包工作襯自由面,鎂鋁碳磚用于渣線(鎂碳磚)與自由面(鋁鎂碳磚)之間,作為過渡層磚。這兩種磚的理化性能見表。

         施工時采用綜合砌筑的方法,渣線磚砌筑厚度為160 mm,過渡層磚砌筑厚度為180 mm,自由面磚砌筑厚度為150 mm。在鋼包的使用過程中,渣線磚需要更換一次。作為過渡層的鎂鋁碳磚有兩方面的作用,一方面實現了從材質上由以MgO為基的鎂碳磚到以Al2O3為基的鋁鎂碳磚的過渡,另一方面從渣線磚的更換角度考慮,在鋼包使用中期,由于過渡層鎂鋁碳磚的殘余厚度較厚,完全可以滿足砌筑第二套渣線磚的需要。

         截止到2004年9月,浙江不銹鋼管生產廠家所有的不銹鋼包都采用綜合砌筑的方式,鋼包的使用壽命平均達到120爐,最高可達140爐。大大提高了鋼包的周轉速度,噸鋼成本大幅度下降。在考察鋼包使用壽命的同時,也對鋼液中的增碳情況進行了檢測,具體結果見表。從對鋼液中碳含量的檢測結果可以看到,采用不銹鋼包工作襯磚后,在鋼包使用的早期和中期,鋼液中的碳含量有較明顯地增加,在使用后期這種作用不太明顯。

        二、結果分析

         1. 工藝要點

         浙江不銹鋼管生產廠家通過實際使用發現,鋼包工作襯磚的損毀主要從基質開始。通過試驗研究,發現可以通過添加復合防氧化劑,控制基質中Al2O3、MgO的比例以及采用基質料共磨的辦法,有效提高鋼包工作襯磚的性能。

          a. 為了提高含碳材料的抗氧化性,通常加入Si、A l、SiC、B4C和BN等外加劑。通過對比試驗可以發現,添加復合防氧化劑的抗氧化效果優于添加單一防氧化劑的,添加3種防氧化劑的效果最好。這是由于復合防氧化劑具有多重防氧化機理,并在中高溫下都具有較好的抗氧化效果。
         
          b. 鋁鎂碳磚煅燒后,隨著MgO含量提高,A l2O3、MgO的比例減小,耐壓強度先升高,在MgO含量為10%~13%時達到最高,但當MgO含量>15%時,其強度下降很快。另外從燒后磚的斷面看,結構也很松散,說明結構受到了破壞。由此可知,當鋁鎂碳磚中二氧化硅含量較低時,控制m(Al2O3)/m(MgO)比對改善基質結構、提高制品的性能起到關鍵的作用。試驗表明,當基質中二氧化硅含量小于5%時,控制基質中m(Al2O3)/m(MgO)比為0.8~1.0比較合適。

          c. 目前,高檔含碳耐火材料在生產過程中都采用基質料共磨工藝,其優點在于組分和化學成分能在制品中分布均勻,同時通過共磨工藝,基質中的反應物粒度變小,進一步提高了反應物顆粒的活性,從而使制品在高溫下礦相生長比率大,抗渣侵蝕、沖刷和滲透能力增強,大大提高了制品的使用壽命。

         2. 綜合砌筑的優點

          通過在渣線和包壁自由面之間增加過渡層磚,可以很好地解決由于鎂碳磚和鋁鎂碳磚線膨脹率差別較大而產生的環縫問題和換渣線磚時由于包壁磚侵蝕變薄而無法砌筑的問題。同時在對鋼包渣的抗侵蝕和滲透方面,鎂鋁碳磚的性能優于鋁鎂碳磚,有效地解決了鎂碳磚下兩環受鋼包熔渣侵蝕嚴重的問題。

         3. 對碳含量的影響

          浙江不銹鋼管生產廠家在使用初期,鋼包中的熔渣先侵蝕工作襯磚氣孔率較高的基質部分,形成脫碳層。被鋼包熔渣脫去的碳會進入鋼液中,引起鋼液中碳含量增高。隨著熔渣與磚反應的進行,在鋼包使用中期,這些反應達到一個相對的平衡狀態,表現為在包襯材料表面形成10~25 mm厚的渣殼。在鋼包周轉過程中,該渣殼不斷被侵蝕,又不斷形成,始終保持一定的厚度。該渣殼隔絕了包襯材料與鋼水的直接接觸,因此,在使用后期對鋼液中碳含量影響很小。實際應用中,由于不銹鋼包工作襯磚的碳含量較低,在針對一些普通鋼以及對碳含量要求不是很嚴格的鋼種,完全可以滿足使用要求。

        三、結語

         1. 通過適當添加復合外加劑、選擇最佳的基質相組成點和采用基質料共磨工藝,制成的低碳鋼包工作襯磚在浙江不銹鋼管生產廠家中取得良好的使用效果。

         2. 實際應用中采用綜合砌筑的方法,即在渣線鎂碳磚和工作襯自由面鋁鎂碳磚之間增加過渡層鎂鋁碳磚,取得良好的應用效果。

         3. 采用不銹鋼包工作襯磚僅在冶煉中前期對鋼液中碳含量有較大影響,完全可以滿足冶煉普通鋼以及對碳含量要求不嚴格的鋼種。

         

         
         

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