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转炉供气元件耐火砖的性能

编辑:保温砖 时间:2022-05-23 浏览:98

  转炉复合吹炼工艺通过底吹气体搅拌熔池使钢渣反应接近平衡,避免钢水过氧化并提高金属收得率和钢水质量。转炉底部供气元件分喷嘴型和砖型2大类。其中砖型供气元件因性能稳定成为发展的主流方向。砖型供气元件主要有弥散型、环缝型和直通孔型三种类型。弥散型透气砖存在气体绕行阻力大与寿命低等缺点;环缝型透气砖相对比较致密,寿命比弥散型砖的长,应用较广泛并得到好评,但其稳定性远不如直通孔型透气砖。因此,直通孔型透气砖则是未来供气元件发展与应用的新主流。优化布置其在熔池底部的位置对底吹获得良好的冶金效果至关重要。目前应用较多的直通孔型供气元件(MutipleHolePlug,简称MHP),最早由日本钢管公司研制成功,其优点是供气阻力小,气体流量调节范围大,气密性好,不易漏气;金属管对耐火砖的增强使砖不易剥落、开裂。 

  为了优化供气元件的性能,通过对制造供气元件的耐火材料原料配比的调整及内部不锈钢管的特殊处理,极大地提高了其使用寿命,使之与转炉炉龄的匹配度得以增加。张悦明以高纯电熔镁砂(w(MgO)≥97%)及天然鳞片状石墨(w(C)≥98%)为主原料,添加Al、Si粉和B4C(总量<6%)为抗氧化剂,选用热固性、沥青改性树脂为结合剂,并加入适量沥青粉,用等静压成型方法制备出高性能MgO-C质供气元件。所制备的MgO-C质供气元件抗氧化性、断裂韧性和热震性能明显提高、气密性好,侵蚀速率为0.28mm/炉次,寿命能达到2113炉次。为降低不锈钢管的渗碳速度,提高其使用寿命,采用了表面涂α-Al2O3/ALCH系浆体的方法,且将α-Al2O3/ALCH的比例控制在大于3/7,涂层厚度大于1mm,使之在不锈钢管表面上形成热性能稳定、抗碳还原的致密保护隔离层。 

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表1转炉供气元件耐火砖的性能 

 

  转炉供气元件用耐火砖由于内外温差大,使得耐火砖内的温度梯度差加大;另外,出钢后温度急剧降低,透气砖受到极大幅度的热震。由于这些热应力的存在,导致透气砖内部产生裂纹并扩展,引起耐火砖的间歇性剥落。品川耐火公司的研究人员发现,透气砖中产生的裂纹主要是平行于热面的裂纹,由于热剥落所产生的损毁远比钢液侵蚀、磨损等因素导致的损毁要严重的多。在充分考察透气砖损毁机理的基础上,开发出了具有较高断裂韧性、抗热震性优异的高性能透气砖,具体性能见表1。首先,通过改善材料的韧性,使裂纹的产生与扩展受到抑制,大幅降低剥落损毁。其次,通过增大透气砖的尺寸来延长裂纹扩展到剥落面的距离,也有效降低了剥落的产生,将其用于220t转炉,与传统的透气砖相比,损耗速率降低了约40%,剥落损毁得到改善,转炉运行超4000炉未更换透气砖。