鋼包底吹氬是爐外精煉工藝的關(guān)鍵,,底吹透氣磚是這一工藝最為關(guān)鍵的功能元件。底吹透氣磚使用壽命及吹成率對品種鋼的質(zhì)量,、生產(chǎn)節(jié)奏的安排及生產(chǎn)成本等都有直接影響,,因此其使用壽命和吹成率是重要的考核參數(shù)。而透氣磚的使用壽命和吹成率與透氣磚本身的村質(zhì),、氣道結(jié)構(gòu),、使用維護及冶煉鋼種,鋼包中鋼水高度,。煉鋼工藝要求的鋼水溫度,,吹氬壓力、流量等因素有直接關(guān)系,,為了提高其壽命和吹成率,,底吹透氣磚必須具備良好的抗侵蝕性、抗熱震性及高強度、操作穩(wěn)定,、透氣性好,、安全可靠等特點。要提高精煉鋼包的吹成率,,需分析影響底吹透氣磚的各種因素,,并采取相應(yīng)對策。
影響鋼包吹成率的因素
底吹透氣磚的損毀
底吹透氣磚的損毀原因主要有三個方面:1)急劇的熱沖擊引起的熱應(yīng)力裂紋和剝落,。透氣磚的工作面與高溫鋼水直接接觸,,受到高溫鋼水及不斷流出的冷氣流的影響,產(chǎn)生很大的溫度梯度,,且多次使用會受到急冷急熱的沖擊,,導(dǎo)致透氣磚產(chǎn)生裂紋和剝落;2)鋼液攪拌引起的對工作面的沖刷與侵蝕,。當(dāng)氬氣氣流射入鋼水熔池時,,氣流回?fù)舨⒋驌敉笟獯u出氣口前沿,,給耐火材料一定的沖擊力,。鋼包底部鋼水運動加劇,氣相和液相相互作用形成湍流,,對透氣磚產(chǎn)生剪切,、沖刷作用,尤其是底吹透氣磚高于包底時,,損毀的速度更快,,高于包底部分很快被沖刷掉;3)熔渣的侵蝕,。透氣磚工作面與渣接觸的時間很長,,在整個包役中,熔渣不斷向磚中浸潤,、滲透,,渣中氧化物MgO、CaO,、Si02,、Fe203等與磚發(fā)生反應(yīng),生成低熔物而被沖刷侵蝕,。
底吹透氣磚開吹失敗
透氣磚開吹失敗的情況主要有兩種:一是使用和澆鑄過程中透氣磚的氣道被滲鋼,、滲渣所堵塞;二是澆鋼后底吹透氣磚表面覆蓋有較厚的冷鋼,。
提高鋼包吹成率的措施
優(yōu)選透氣磚材質(zhì)
在高溫和真空下,,幾種耐火材料氧化物的穩(wěn)定性次序為Al2O3>CaO>MgO>Cr2O3,鋼水潤濕角大小次序如下:ZrO2>Al2O3>MgO,。從以上考慮,,應(yīng)選擇剛玉作為透氣磚的主晶相,,再加入與主晶相形成固溶體的少量添加劑作為燒結(jié)劑,同時適量引入Cr2O3,。Cr2O3的熔點為2275℃,,高于Al2O3的熔點(2050℃),所形成的Al2O3-Cr2O3固溶體能顯著增強對氧化鐵或熔渣的抗侵蝕能力,,同時也能抑制Al2O3晶體過分增長,,減少晶體內(nèi)部應(yīng)力,提高材料的抗熱震性,。但Cr2O3加入量不宜過多,,否則,剛玉晶粒的成長速度受到嚴(yán)重影響,,會降低材料的性能,。
改進透氣磚的氣道結(jié)構(gòu)
底吹透氣磚氣道結(jié)構(gòu)有許多種,早期為彌散型結(jié)構(gòu),,氣孔細(xì)小貫通,,氣孔率高,密度及強度低,,耐用性差;直通孔式是在耐火材料中預(yù)設(shè)置許多垂直孔道,,底吹效果較好,使用壽命高,,但在后期易堵塞,,影響吹成率;縫式透氣磚是在透氣磚內(nèi)預(yù)置或經(jīng)過一定方式組合形成幾條透氣狹縫,,氣體通過它進入鋼包熔池,。有關(guān)資料表明,狹縫式的狹縫寬度選擇在0.18〜0.20 mm之間,,既可保證底吹氬強度,,控制調(diào)節(jié)流量,又不致出現(xiàn)滲透堵塞危險,,壽命相對有所提高,。因此,底吹透氣磚的氣道結(jié)構(gòu)改為狹縫式,。
改進砌筑工藝
隨著爐外精煉新工藝的不斷引入,,特別是LF爐鋼包精煉及VD真空處理新工藝的采用,對底吹透氣磚的要求愈來愈高,,底吹氬時間大大延長,,底吹透氣磚的使用壽命相對降低。為了使底吹透氣磚的使用壽命能與包底同步,采取包底同時安裝2塊底吹透氣磚的措施,,并制定相應(yīng)的操作工藝,,取得了良好的效果。
精心使用
在透氣磚的使用過程中,,要求在不同處理階段嚴(yán)格控制氬氣流量,,因大流量的底吹會加速底吹透氣磚的侵蝕。如果有條件,,在出鋼過程中應(yīng)打開氣源進行底吹,。使?jié)B入氣道中的冷鋼在高溫鋼水的浸泡下熔化,以避免氣道在鋼水的高溫和靜壓力作用下造成新的滲鋼堵塞,,使底吹順利進行,。在使用中要經(jīng)常觀察氣體管路的連接,發(fā)現(xiàn)接頭漏氣應(yīng)立即處理,,以免氣體泄露,,導(dǎo)致管路中壓力降低,造成底吹失敗,。隨時觀察拆包后的透氣磚殘余厚度,,在安全使用的前提下,使透氣磚得到最大程度的利用,,提高其使用壽命,。
進行良好的維護
在澆鑄過程中,,鋼包無法進行底吹,,大量的滲鋼就是在這個階段發(fā)生的。撓鑄結(jié)束后,,鋼包內(nèi)襯溫度急劇降低,,底吹透氣磚侵蝕后呈凹型部位易積鋼凝固,應(yīng)立即翻包倒渣并同時接通氣源,,吹出氣道中尚未凝固的滲鋼及底吹透氣磚凹陷部位的積鋼,。如實施好,有時不進行表面清掃也能使下次開吹順利進行,。
有時由于生產(chǎn)節(jié)奏等原因,,等待時間較長,或者底吹透氣磚工作面覆蓋有殘余鋼渣,,就必須進行表面清掃,,用氧氣或氧氣與煤氣的混合氣體,燒掉表面的殘余鋼渣,。同時接通氣源反吹,,將氣道中的滲鋼、滲渣吹出氣道及凹陷部位。這種維護措施對要求較高的精煉工藝是必不可少的,。