钢包内衬耐火材料的选择及砌筑

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1、第十一届伞国炼钢学术会议论文钢包内衬耐火材料的选择及砌筑陈林权（马鞍山钢铁设计研究院）摘要本文从钢水温度、钢渣成份、炉外精炼方法等九个方面，提出了对钢包内衬耐火材料的要求，并从耐火材料的安全性、经济性、配砌耐火材料的相互作用、耐火材料的热学性能等十个方面，论述了如何选择钢包耐火材料。文章还以梅山钢厂１６０ｔ钢包为例，详细介绍了耐火材料的选择及砌筑。关键词钢包耐火材料ＴＨＥＳＥＬＥＣＴＩＯＮＯＦＲＥＦＲＡＣＴＯＲＹＦＯＲＬＩＱＵＩＤＳＴＥＥＬＬＡＤＬＥＬ．Ｑ．Ｃｈｅｎ（ＳｔｅｅｌＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＭＩＳＤＩ）ＡＢＳＴＲＡＣＴＴｈｉｓｐａｐｅｒｇｉｖ

2、ｅｓｔｈｅｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｏｎｒｅｆｒａｃｔｏｒｙｆｏｒｌｉｑｕｉｄｓｔｅｅｌｌａｄｌｅｉｎｎｉｎｅａｓｐｅｃｔｓ，ｓｕｃｈａｓｌｉｑｕｉｄｓｔｅｅｌｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆｓｌａｇ，ｒｅｆｉｎｉｎｇｍｅｔｈｏｄｓ，ｅｔｅ．，ａｎｄａｌｓｏｇｉｖｅｓｔｈｅｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎｓｉｎｓａｆｅｔｙ，ｅｃｏｎｏｍｙ，ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｔｗｏａｄｊａｃｅｎｔｒｅｆｒａｃｔｏｒｙ，ｔｈｅｒｍａｌｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ，ｅｔｃ．．Ｒｅｆｒａｃｔｏｒｙｆｏｒｌ６０ｔｌｉｑｕｉｄｓｔｅｅｌｌａｄｌｅｉｎＭｅｉＳｈａ

3、ｎｐｌａｎｔａｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｉｎｄｅｔａｉｌａｓａｎｅｘａｍｐｌｅ．ＫＥＹＷＯＲＤＳｌｉｑｕｉｄｓｔｅｅｌ，ｌａｄｌｅｒｅｆｒａｃｔｏｒｙ１概述近年来，随着对清洁钢的需求增长、炉外精炼技术和连铸机多炉连浇的发展，钢包功能不断扩大，对钢包内衬耐火材料的要求也十分苛刻。钢包内衬应适应以下要求：（１）钢水温度提高：由于采用了炉外精炼和连铸技术，使得炼钢炉的出钢温度比以前提高了８０”－１００℃。（２）炉渣对钢包内衬侵蚀：由于冶炼合金钢、硅钢以及钢包喷粉的粉剂中常含有ＣａＦ２等多种成份，使渣中的碱度达到０．３～４．０以上：ＦｅＯ含量也大为提高，有的甚至

4、达到２０－’－２５％，使得炉渣成份更加复杂，渣量增加，碱度波动范围大，炉渣对钢包内衬侵蚀严重。（３）剧烈的搅拌和冲刷：由于采用真空处理、喷粉、吹氩等技术，使得钢水在钢包内的流动加剧，衬砖受到强烈的冲刷作用。（４）周期性作业：热循环频繁，砖缝开裂、散落。（５）钢水滞留时间长：由于连铸、吹氩调温及炉外精炼等，使得钢包的盛钢时间比以前延长了一倍左右。（６）钢包由传统意义上的承接和运输钢液的功能扩大为兼有冶金功能。为此要求钢包内衬在恶烈的工作条件下，有较长的使用寿命，以减少耐火材料消耗和钢包数量。（７）钢包内衬耐火材料的导热系数低，减少了钢水温降，从而减少“包

5、底”残钢和减少钢包变形，提高钢包本体寿命。（８）方便施工，降低工人劳动强度。（９）钢包内衬材质杂质少，以减少对钢水的污染。表１：国内部分炼钢厂钢包内衬的使用情况２钢包内衬耐火材料的选择选择钢包内衬耐火材料，需要考虑技术和经济两方面的因素，笔者认为具体应考虑使用寿命、蚀损速．２３４．第十一届伞国炼钢学术会议论文度、耐火材料单耗、吨钢成本、安全性能、精炼工艺、浇铸工艺、配砌的耐火砖、冶炼的钢种、使用的部位和吊车吨位等因素。使用寿命：即使用次数，使用寿命越高越好，表ｌ为国内部分钢厂的包衬耐火材料的使用情况。蚀损速度：蚀损速度越小越好。武钢二炼钢在使用铝镁碳砖

6、时的蚀损为０．９”－１．１７ｍｍ／次，马钢一钢在使用二等轻烧高铝砖时蚀损为３～３．５ｍｍ／次，在使用高铝尖晶石浇注料时蚀损为１．１８ｒａｍ／次。耐火材料单耗：耐火材料的单耗越低越好。通常粘土砖的单耗为８一－２０ｋｇ／ｔ钢，高铝砖的单耗为５～ｌＯｋｇ／ｔ钢，铝镁碳砖和镁碳砖的单耗为３～５ｋｇ／ｔ钢。吨钢成本：耐火材料的吨钢成本越低越好。安全可靠性能：９０年代以后，由于转炉及连铸的普及，特别是生产纯净钢的呼声不断高涨，炉外精炼技术的发展，钢包内衬耐火材料向高寿命、耐熔损方向发展。精炼工艺对耐火材料的要求：在精炼过程中，钢包内衬的工作条件是：（１）高温，一般

7、精炼温度在１６００～１７００℃，甚至高达１８００”Ｃ：（２）在高的真空，真空度可达６６．７Ｐａ，促使衬砖与钢水反应，影响内衬的稳定性；（３）当采用电弧加热时，距电弧最近处的包衬将局部过热；（４）精炼炉渣成份和碱度范围波动大（碱度从０．３”－０．５波动到４～１０）；（５）钢液（包括炉渣）在钢包内停留时间长，有些精炼方法长达１６０”－”２３０ｍｉｎ；（６）钢液、炉渣、气流的强烈冲刷以及电弧辐射。使得衬砖受到严重的热震作用和间歇式工作的温度剧变等。因此精炼钢包，特别是重要部位的内衬，要选用耐高温、抗侵蚀、高密度、低气孔率、耐剥落、抗热震的高级优质耐火材料。表

8、２为各种精炼炉钢包内衬耐火材料的使用情况。表２精炼钢包内衬材质及使用状况连铸对耐火材料的要求：