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    公司大事記

    煉鋼氧氣轉爐爐襯損毀機理

    作者:超級管理員 發布時間:2022-08-18 11:44:31 點擊量: 104

    煉鋼氧氣轉爐爐襯損毀機理,氧氣轉爐堿性爐襯的損毀機理是復雜的。當爐襯磚品種、操作條件和冶煉鋼種不同時,其爐襯損毀情況不同;即或在相同的條件下,因冶煉時期和爐體部位的不同,損毀機理也有差異。但歸納起來,氧氣轉爐爐襯在物理、化學和溫度的同作用下,將發生機械磨損、熔蝕和熱剝落等現象,最終導致停爐檢修。

    從模擬試驗、特別是轉爐磚使用后的研究中發現,在爐襯磚斷面上,工作面中的基質成分與熔渣反應并形成熔化層,厚度為0.5~2.0毫米,碳素成分基本消失;接著是脫碳層,厚度為0.5~1.0毫米;脫碳層后部全是原磚層。

    1500以上的高溫情況下,磚內的碳素和熔渣中的氧化鐵將與MgO發生反應。在該系統中,氣相遷移是很重要的。鎂蒸氣從磚中擴散出來,當達到較高的氧分壓時,又氧化成固體MgO。該反應相繼發生后,便形成抗滲透的致密Mg0層。磚內產生的氣體有一定的壓力,可以阻止熔渣的侵入,也能限制氧化鎂層的繼續增厚。氧化鎂層即為熔化層。當沒有碳素和氧化鐵時,就不會形成熔化層。

    當鎂蒸氣與氧化性熔渣直接接觸時,將會發生反應。這時,MgO被熔解后,增大了熔渣的堿度,可能引起致密MgO層的破壞。如果CaO/SiO2的克分子比大或熔渣中MgO的含量高,就能在爐襯工作層上保留熔化層,防止熔渣的侵入,延長爐體壽命。

     3-7.png

    上圖為熔渣中MgO含量與侵蝕率的關系。從圖中看出,隨著熔渣中MgO含量的增加,侵蝕率降低。這就是說,致密MgO層的形成與保存得好,就能提高抗化學侵蝕的能力,使爐襯損毀程度降低。為此,在氣轉爐煉鋼過程中,經常采用輕燒白云石造渣,以提高熔渣MgO的含量,保護爐襯。

    轉爐磚中殘余碳與侵蝕深度的關系,如圖3-8所示。從圖中看出,隨著殘余碳的增加,爐襯被熔渣侵蝕的深度降低。這是由于磚中殘余碳多,熔渣難以濕潤磚襯,同時又能形成較好的致密Mg0層,可阻止熔渣的侵蝕。

     3-8.png

    從上圖中還可看出,當磚中殘余碳含量相等時,鎂白云石磚抗蝕性能比高純鎂磚好。對于鎂白云石磚來說,氧化鈣含量高者,被侵蝕深度比氧化鈣含量低者要淺一些,即抗熔渣侵蝕性能好。這就是說,在相同的條件下,磚的品種不同,其損毀情況也有所差異。

    在焦油白云石磚的熔化層中,雜質含量顯著增加,并與白云石發生反應,生成低熔點物質,降低了高溫性能,使磚產生熔損。在冶煉過程的初期,熔渣呈現酸性,對爐襯侵蝕嚴重。隨著熔渣中堿度的提高,粘性增大,化學反應與滲透均減慢。同時,由于磚中碳素的濕潤作用,反應只限制在熔化層之中。爐襯損毀是連續的,其蝕損速度取決于白云石磚脫碳層的形成快慢,即脫碳層形成的快,則損毀速度減慢,爐襯壽命延長,焦油鎂磚熔化層的主要礦物是方鎂石。由于Mg0CaO穩定,熔化層形成較慢,熔渣侵入磚內較深,并在脫碳層與熔化層之間積聚和反應,致使磚組織收縮而產生龜裂。因此,鎂磚爐襯的損毀主要是熱剝落,熔損則是次要的。

    鎂白云石磚具有適宜的MgOCaO成分,其損毀情況介于白云石磚和鎂磚之間。當脫碳層較厚時,熔渣侵入后會使變質層增大,容易引起結構剝落;熔渣侵入磚內時,鎂白云石顆粒周圍的CaO反應,使熔渣枯度提高,又能抑制熔渣的繼續侵入。這時,爐襯磚的損毀則以熔蝕為非,較少發生結構剝落。

    鎂碳磚爐襯的損毀主要是氧化-熔蝕造成的。除氣態和液態的氧化外,就是Mg0與碳進行反應,最終形成致密的Mg0層。由于磚中含有較多的鱗片狀石墨,在氧氣轉爐煉鋼的條件下,最易形成致密層。同時,鎂碳磚爐襯表面有熔渣覆蓋著,又在還原氣氛下,氧化損毀是極其緩慢的,主要是熔蝕而造成爐襯的損毀。

    一般來說,氧氣轉爐爐襯損毀最嚴重的部位是渣線區和裝料側。前者與高溫熔渣長時間接觸,以化學損毀為主;后者受到爐料的猛烈沖擊,則以機械磨損為主。當采用底吹或頂底同時吹的氧氣轉爐煉鋼時,爐底襯體因開口較多,又噴吹氧氣和粉劑,因此該處襯體成為整個爐襯的薄弱環節之一,壽命不高。

    氧氣轉爐爐帽和爐口部位的溫度變化較大,還受熔渣噴濺的影響,并常附著有熔渣和金屬。當清理附著物時,受到撞擊等機械作用而損毀。為此可采用碳磚作爐襯,這時氧化損毀則是主要的。

    氧氣轉爐煉鋼是周期進行的,爐襯受急冷急熱的影響較突出。即在裝料時,爐襯溫度降低較多;在吹煉時,鋼水和熔渣的激烈攪拌和冶金反應,使爐襯遭受到化學侵蝕和機械沖刷。特別是在冶煉特殊鋼和進行連鑄時,要求高溫吹煉或高溫出鋼,其化學侵蝕和機械沖刷更為嚴重,爐襯損毀較快。

    綜上所述,無論是化學侵蝕,還是機械磨損,都是同作用的,而溫度自始至終均起主導作用,特別是溫度的變化,能使爐襯產生應力裂紋而造成熱剝落。因此,應根據氧氣轉爐的不同使用條件,選擇相適應的堿性磚,砌筑成綜合爐襯。同時,要采用先進的冶煉技術,提高自動化水平和加強爐體維護。這樣就能達到爐襯蝕損均衡、延長其使用壽命的日的。



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