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耐火材料行業知識

長壽命的LF鋼包爐內襯

  LF鋼包爐是利用電弧加熱技術的精煉設備,它是將在一般煉鋼爐中初煉的鋼水置于專門鋼包進行精煉的設備。LF爐的特點是由3個電極進行埋弧加熱;一方面通過電極加熱造高堿度還原渣;另一方面進行脫氧、脫硫、鋼水成分調整等。為使鋼水與爐渣充分接觸,促進精煉反應使鋼水溫度均勻,在鋼包的底部吹入惰性氣體(氬氣)進行鋼水攪拌,從而使加人鋼包的合金在鋼水內達到均勻化。
  1、LF精煉爐的特點
  LF爐具有投資少、設備簡單、精煉技術組合合理、冶煉工藝靈活、精煉后的鋼水中氣體含量低、有害雜質少、夾雜物大幅度下降、成分穩定、溫度均勻等一系列優點,它與高功率電爐、連鑄相配合是一種最優化的冶金流程。因為LF爐冶煉時具有如下優點:冶煉的鋼水溫度可以滿足連鑄工藝要求;處理時間可以滿足多爐連澆的要求;成分微調能保證產品有合格的成分及實現最低成本控制;鋼水純凈度能滿足產品質量要求。
  2、LF精煉爐的結構
  LF精煉爐由電極加熱系統、合金與渣料加料系統、底透氣磚吹氬攪拌系統、測溫取樣系統、喂絲系統、爐蓋冷卻系統、除塵系統和控制系統組成。在這些結構中用到耐火材料的部位有:LF精煉爐爐頂(爐蓋)、精煉鋼包、底吹氣透氣磚以及中間包滑板等。圖1為LF爐設備示意圖。
  3、LF爐的工作條件
  LF在工作時由于精煉時間長、溫度高(1700℃),在熱點地方溫度高達2000℃以上;由于冶煉時間長,熔渣的侵蝕嚴重,而且熔渣以堿性渣為主,堿度的波動范圍大(2?3.5),有時高達5;LF工作時由于底部透氣磚的吹氬攪拌,鋼水的流動劇烈,鋼水對爐襯的沖刷侵蝕嚴重;在精煉的時候,由于還原劑的加入,爐內的氣氛處在還原氣氛條件下,這可能造成還原劑對爐襯材料的還原反應而侵蝕爐襯;LF在真空下冶煉時間長,平均每爐達到30min以上;在極限真空度下(66.67~200Pa)還需保持15min。LF爐間歇操作,熱震頻繁。
  4、LF爐襯的損毀原因
  (1)化學反應和熔蝕。
  高溫下,鋼水與熔渣向耐火材料中擴散,同時發生熔蝕作用。熔渣與磚表面接觸有時長達90min。渣中的CaO、SiO2以及CaF2與磚的化學反應,使磚表面形成溶渣滲透層,而基質為硅酸鹽所填充,顆粒邊緣形成的低熔點硅酸鹽有C2S(熔點2130℃)以及分解)、CMS(熔點1450℃)和黃長石固溶體(2CaO?MgO?2SiO2-2CaO?A12O3?2SiO2)等,造成內襯不連續的損毀。
  (2)高溫真空下耐火材料的揮發作用。
  實驗表明,鎂鈣質的白云石在真空條件下的揮發速度最小。
  (3)熔渣和鋼水的侵蝕。
  由于精煉中含有滲透能力強的CaO和CaF2,在高溫下渣中的CaO與SiO2沿著磚基質部分的氣孔、裂隙及雜質形成的液相通道遷移至凝固點,形成以硅酸鹽為主的低熔點礦相,改變了磚的組織結構,產生變質層,當溫度激變時會形成結構剝落。對于CaO含量高的精煉渣,爐渣的材質可選用與爐渣組分相適應的鎂鈣質耐火材料,以增強抗渣蝕性和耐用性。
  (4)熱沖擊和機械沖刷。
  LF(V)爐底部吹氬進行強攪拌,平均每爐的吹氬時間長達以上,氬氣的流量Q=50L/min,單位攪拌能力強,三相電弧加熱時電極至包壁的距離近,所以耐火材料在高溫下受到強烈的沖刷和熱沖擊。
  (5)間歇操作帶來的熱震沖擊,將使得磚坯表面的渣侵蝕發生結構剝落,而使得材料的損毀加劇。
  知道了LF爐工作原理及內襯耐火材料常受到的損毀原因外,那么長壽內襯所需要的耐火材料也就很容易進行配置了,比如渣線部位損毀是最嚴重、壽命最短的,可以采用鎂碳磚、鎂鈣炭磚以及電熔再結合鎂鉻磚。包壁、爐蓋、包底以及爐襯的修補材料也都有相對應的不同材質。若您有更多關于鋼包用耐火材料的問題,可提交后由技術人員進行回復。


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