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转炉炉衬侵蚀的主要因素分析

编辑:保温砖 时间:2021-01-26 浏览:
转炉炼钢的金属料主要是铁水(表1),水钢100t转炉铁水消耗为970~1000kg/t钢,占总装入量的90%左右,废 钢主要以生铁、螺纹钢切头、连铸方坯的切头、切尾为主(表2)。

转炉炉衬侵蚀主要有:


(1) 铁水和废钢对炉衬的冲击;(2)冶炼过程钢水、炉渣及炉气对炉衬的机械冲刷;(3)炉渣、炉气对炉衬的化学侵蚀; (4)急冷急热对炉衬的损害;(5)氧气射流对炉衬的冲刷。

100t转炉的炉容量为92-95t,顶吹氧气流量为18000~19500m3/h、在1炉钢吹炼结束出完钢水后,对转炉内衬 的冲刷深度进行评估,图1中横坐标是以转炉内底部最低点为0点向上开始计算的转炉中心线高度。山东耐火砖 从图1可见,在不 同枪位下,氧气射流对炉底冲刷深度相差不大,熔池部分炉衬冲刷最为严重,随着枪位升高,炉衬熔池部分冲刷深度 增加。对于熔池以上炉壁部分,随着枪位高度的增加,冲刷侵烛程度逐渐变弱。

炉渣熔化性能影响冶炼过程和溅渣护炉,进而影响炉衬寿命。

1、铁水中V、Ti的影响

通过热力学计算确定含钒钢渣中钒的存在形态为V2O5,钛的存在形态为TiO2。V2O5降低钢渣熔化性温度的影 响甚于FeO。当V2O5含量低时,V2O5对CaO-SiO2系炉渣熔化性温度的作用是十分显著的,特别是当CaO/SiO2≥1.5时,其降低率最大。因此,炉渣中V2O5的存在对镁碳砖炉衬将产生不利影 响。含TiO2的碱性炼钢渣系,在炉渣碱度为2.1、TiO2为4%~6%时,其炉渣的发泡幅度最大。泡沫化严重,炉内反 应激烈,增强了金属及炉渣对炉衬的侵蚀。

2、渣组分对炉渣熔化温度的影响

(1) 渣中TFe:转炉终渣碱度为3.5~4.0,6%~10%MgO,实验测得渣中TFe对渣的熔化温度有明显影响,如图2(a)所示,渣中TFe含量增 加时,炉渣溶点降低,山东耐火砖 根据经验公式:熔化温度=0.7498×MgO%+4.5017×R-10.5335×TFe+1582,式中R为渣的 碱度,当TFe含量达到20%以上时,熔化温度范围是1320~1395℃。

(2) TiO2:TiO2含量每增加1%,终渣半球温度约降低5℃,TiO2含量为3.5%,使半球温度降低17.5℃。

(3) Al2O3:在无Fe2O3的情况下,炉渣中的Al2O3是不会降低炉渣的液相线温度的,炉渣中的Al2O3含量为1.2 5%,对炉渣的熔化温度影响不大。

(4) MnO:MnO对炉渣熔化温度的影响比MgO较小,在碱度1.5时可略提高炉渣熔化温度,对炉衬不但无害而且 是有益的。

(5) MgO:由图2(b)可见,增加MgO含量可明显提高其熔渣的半球温度。

3、炉渣熔化速率的影响因素

(1)低TFe渣。转炉终渣(FeO)为10%~15%时,当(TiO2)从0.85%分别增加到2%、4%和6%时,该渣的熔化速率 指数分别从1.1提高到5.1、8.1和8.9,Al2O3从1.8%增加到4%和6%时,熔化速率指数分别从1.1提高到5.1和4.1,即 在低TFe炉渣中,TiO2和Al2O3提高渣的熔化速率。

(2)高TFe渣。转炉终渣(FeO)为20%-25%时,当(TiC)2)从o.85%分别增加到2%、4%和6%时,该渣熔化速率指 数分别从8变化为8.1、8.7,无显著变化,Al2O3从1.8%增加到4%和6%时,熔化速率指数从8增至9和9.5,轻质保温砖 提高幅度 很小,即在高TFe炉渣中,TiO2和Al2O3不影响渣的馆化速率,因为在高TFe条件下,炉渣粘度低,所以TiO2和Al2O 3的影响很小。

通过对炉渣熔化性能的探讨,得出:(1)降低渣中TFe含量不但提高了炉渣熔化温度,也能减少因Fe2O3高导致M nO对炉渣的不利影响,提高溅渣效果,达到长寿炉龄的目的;(2)控制好前期泡沫化喷溅,保证去磷效果及渣量,减少 喷溅造成的炉衬冲刷;(3)对Al2O3含量高的高TFe炉渣而言,保证一定的MgO含量及SiO2含量,可减少Al2O3对炉渣 溶 点温度的影响;(4)降低转炉渣中FeO含量-(FeO),将提高溅渣护炉效果;(5)造成钒钛铁水冶炼过程中炉渣变稀的主要 因素为V2O5、TiO2和Al2O3,V2O5与CaO或MgO形成低熔点化合物溶解炉衬表面,TiO2与FeO和MnO形成低熔 点化合物渗透剥落炉衬。MnO与CaO或MgO均形成高溶点的固溶体,对保护炉衬有益。在低Fe2O3含量情况下,Al 2O3炉衬是无害的。

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