半钢炼钢底吹透气砖侵蚀成因及对策

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1、攀钢技术·11·半钢炼钢底吹透气砖侵蚀成因及对策李琛林（新钢钒技术质量部）摘要：对攀钢半钢炼钢底吹透气砖的侵蚀机理进行了较详细的阐述，并针对性地采用了改进透气砖结构、改善入炉条件、优化复吹工艺及透气砖维护技术等对策，使底吹透气砖使用寿命大幅提高，平均使用寿命由1198炉提高到7000炉以上。关键词：半钢炼钢；底吹；透气砖；侵蚀；熔损攀钢技术·11·0引言在炼钢恶劣的工作环境中，转炉复吹透气砖既要受到炉渣及钢水中氧的化学侵蚀，又要受到高温液体和气体的机械冲刷，因而复吹透气砖熔损速度较快，使用寿命受到一定的限制，对转炉复吹炉龄

2、影响很大。攀钢炼钢转炉底吹透气砖由于受到半钢冶炼等特殊条件的限制，透气砖侵蚀速率较快，维护困难，透气砖使用寿命低，复吹炉龄长寿化较难实现。随着攀钢转炉溅渣护炉技术的应用，转炉炉龄得以大幅度提高，而复吹透气砖的使用寿命较短，复吹炉龄与转炉炉龄不同步的矛盾变得更加突出，复吹转炉的冶金效果得不到充分体现。因此，转炉复吹项目组结合半钢炼钢存在的问题，从2007年5月份起开展了多项工艺研究，这里重点对转炉半钢炼钢条件下复吹透气砖的侵蚀机理进行分析，并采取相应的优化、改进措施，使得终点钢水氧活度及终渣TFe大幅降低，底部供气制度得到优

3、化，透气砖基础寿命平均由1198炉提高到7000炉以上。1主要设备及条件1.1主要设备攀钢炼钢厂现有5座复吹炼钢转炉，公称容量120t，采用恒量装入制度，装入量（135±5）t。采用普通拉瓦尔型氧枪喷头（535型），冶炼与溅渣使用同一支氧枪。1.2半钢成分及温度入炉半钢主要成分及温度见表1，由表1可见，转炉入炉半钢[C]较普通铁水低，热源损失大，温度紧张。攀钢技术·11·表12005～2006年入转炉半钢主要成分、温度主要化学成分/%温度/℃CSiMnPSVTi平均3.58痕迹0.040.0710.0140.040.031

4、340范围2.89～3.870.02～0.070.062～0.0900.004～0.0540.02～0.060.01～0.061290～1410攀钢技术·11·1.3透气砖主要成分攀钢炼钢转炉复吹用透气砖为常用的集束管式透气元件，主要由金属毛细管和耐火材料组成。耐火材料的化学成分见表2，由表2可见，透气砖的主要化学成分为MgO、C及Al2O3。表2攀钢转炉用复吹透气砖的化学成分%MgOCAl2O3CaOSiO2Fe2O375～7816～194～6≤1.5≤2.0＜0.51.4终渣成分及钢水氧活度攀钢半钢炼钢产生的含钒钛钢渣

5、，其熔点和黏度较普通钢渣低[1]，而且渣中TFe较高，氧化性强，对转炉炉衬及透气砖的侵蚀更大。半钢炼钢转炉终点钢渣主要化学成分见表3，由表3可知，终渣TFe平均达到24.31%，碱度R偏高且波动大，平均达到4.73，这样的炉渣渣态并不好，熔点低（平均1340℃左右）；终点钢水氧活度630×10－6～1000×10－6，平均达到770×10－6攀钢技术·11·，钢水及终渣氧化性强，对炉衬及复吹透气砖的侵蚀相当大。因此炉体溅渣、渣补维护以及透气砖渣补或补炉料补炉维护，效果均不十分理想，这是制约攀钢转炉炉龄及复吹炉龄较难突破的屏

6、障。攀钢技术·11·表32005～2006年转炉终渣主要成分及钢水氧活度终渣成分/%Ra[O]×106CaOSiO2MgOMnOTFe34.81～45.1538.046.51～13.188.048.86～15.7911.721.21～2.431.6220.30～31.8524.312.94～5.734.73630～1000770注：分子为波动范围，分母为平均值。攀钢技术·13·2底吹透气砖的侵蚀成因2.1炉渣对透气砖的侵蚀炉渣对炉衬的侵蚀以化学侵蚀为主，转炉炉渣特别是终渣渣态及成分的控制对转炉炉衬和透气砖的侵蚀速度影响最大

7、。炉渣对炉衬及透气砖的化学侵蚀一般有两个方面。（1）炉渣中FeO与透气砖不同材质的反应。即：①与炉衬及透气砖中的C反应，FeO+C=Fe+CO↑，使透气砖或镁碳砖表面形成脱碳层，降低其强度和耐侵蚀性能，加剧砖体的侵蚀；②与透气砖内不锈钢毛细管发生反应，3（FeO）+2Cr=Cr2O3+3Fe，使透气砖不锈钢管出口形成变质层带，也加速了镁碳质材料的反应熔损。特别是出完钢及溅渣过程中，炉渣温度高，流动性好，动力学条件较好，有足够的条件推动该反应的进行；如果炉渣氧化性强，则反应激烈，会迅速消耗炉衬及透气砖中C成分，侵蚀透气砖。（

8、2）低熔点渣相对炉衬及透气砖的侵蚀。炉渣成分越复杂、TFe越高，越容易形成低熔点渣相，低熔点渣相特别是铁酸盐相，熔点只有1200～1230℃。攀钢炉渣含钒、钛，而且TFe较高，炉渣熔点平均只有1340℃，这样的渣态对炉衬及透气砖侵蚀非常快。2.2钢水对透气砖的化学侵蚀钢水对透气砖的侵蚀主要是机械冲刷产生