【精品】张静宇论文

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1、冃IJs最近20多年来，由于炼钢工业的不断发展，炼钢方法发生了巨大的变化，由一步炼钢发展为两步炼钢，即炉内初炼和炉外精炼。炉外精炼技术由于其具冇捉高质量、产量，降低成木，改善劳动条件等优点，发展极为迅速。目前全世界已有炉外精炼设备30余种，1100余台，我国拥有不同精炼设备40~50余台山。炉外精炼的方法很多，主要有AOD、VOD、ASEA-SKF、VAD、LF、RH和DH、钢桶吹氮、CAB和CAS-OB等方法。其中对于VOD、VAD、LF、钢桶吹氟及CAS.CAS-OB的工艺过程，都是通过由炉底安装的透气砖通入氮气或氮气来实现，这就对生产供气元件的耐火材料

2、提出了非常高的要求，由于耐火材料本身是一种高度不均匀的复相材料，其内部组成及工艺过程决定了材料的使用性质。透气砖由于其结构的特殊性，在使用过程屮更容易受到热震、气流的冲击作用、钢水搅拌、炉渣化学侵蚀和气体的氧化作用而导致破坏。因此，选取合适的材质，确立合理的工艺制度，研究合理的透气砖结构对于增加透气砖的使用寿命,提高炉外精炼效率是非常必要的。钢包透气砖取代喷枪进行气体搅拌以來，其发展已经历了三代，第一带透气砖的特征在于非直通气孔，环缝及由座砖、变化水口组成的组合型。采用这种技术和使用高铝、镁质耐火材料，透气砖的寿命仅有20〜25炉次，即在一般条件下透气300

3、〜400mino之后开发了直通气孔的第二代透气砖，它使惰性气体通过定径通道进入钢熔池，由于其不能提供足够的透气可靠性，进一步变化水口和座砖仍是必要的。为了延长钢包寿命，开发了采用整体浇筑技术和免去座砖的组合底部透气砖，使得环绕透气砖的整体底部寿命得到延长。为了尽量减轻由气孔给透气砖带来的先天性强度不足，透气砖的材质多选用镁銘、刚玉莫来石、钻质、刚玉炭化硅等高温强度高，耐腐蚀性好的材质。近几年来，随着对含氮材料（3—赛隆的晶体结构、相组成、制备方法及性能等方面进行的深入的研究，0—赛隆刚玉复合材料被成功的应用到透气砖中，并取得了较好的效果。氮化硅陶瓷材料由于具

4、有高温强度高，高温蠕变小，线膨胀系数低，抗热震性能好，抗氧化性能好，抗液体腐蚀性好等特点，因此在耐火材料领域有着非常广泛的应用前景。但由于传统的氮化硅合成方法存在着生产成本高，生产规模小等缺点，制约着氮化硅的应用。近年来，随着科技工作者的不断努力，应用新的工艺合成方法生产出了大规模、低成木的氮化硅原料，使氮化硅陶瓷在耐火材料领域的应用成为可能。本文研究了不同透气砖的结构，使用条件及损毁机理。针对莫来石刚玉复合材料及0—赛隆刚玉复合材料透气砖的工艺过程、使用性质进行研究、比较。并深入研究了氮化硅刚玉复合材料在透气元件上的应用，从而开发研制出高性能、高寿命的供气

5、元件。第一章文献综述1.1钢桶吹氮的设备在大气压下,将氮气吹入钢桶进行钢水氮气处理，可以均匀钢水的温度和成分、加速合金料或脱氧剂的熔化、减少钢屮氧化物夹杂的含量及改善钢水的凝固性能，因此，钢桶吹氮技术在世界各国的冶金工业中得到比较广泛的利用。钢桶吹氟的方式基本上分为两种：一种是使用喷枪，另一种是使用透气砖。吹氮的喷枪由厚壁钢管和高铝或粘土袖砖组成，顶端装有一个多孔塞砖。氮气由钢管引入，经顶端的多孔塞吹入钢液中。氟枪装在平台上并出机械带动可升可降。当出钢后装满钢液的吊车运行到氮枪下时，下降喷枪到钢液屮吹氮。也有些钢厂在炼钢车间内装一个吹氮台，由吊车将钢桶吊过来

6、进行吹氮搅拌。这样就不必给每个炉子都配备一支喷枪了。吹轨台如图1—1所示。图1一1吹氮台1一吹氮平台；2—喷枪；3—流量计吹氟用的透气砖是由耐火材料制成。其形状如截头圆锥，外而包冇钢套。钢套底部焊有空心螺栓，如图1—2所示。用钢套包住透气砖是为了防止氮气从透气砖的边上跑掉，使全部氟气从透气砖上面流出以搅拌钢液。透气砖-•般安装在钢桶底半径的屮心。此吋，吹入的氮气带动钢液运动，产生大的涡环流动。促进了钢液的混合，特别是对底部钢液的搅拌有利。此外，还有将透气砖安装在钢桶壁上的。图1一2透气砖安装图1一透气砖；2—耐火泥；3—钢套；4一通氮管不同吹氮方式对比如表1

7、一1所示：表1一1钢桶吹氮方式的对比特点氮气吹入方式透气砖喷枪装在炉底装在桶壁设备投资费用少少高随时吹气的可能性可以可以不可以钢液的搅拌情况好中等好是否出现金属裸露区出现出现出现装透气砖及砌桶衬要附加的劳动可能很多少不必婆透气砖附近出现漏钢当砌砖不按规程操作时要出现不出现吹气时损坏的可能性具冇中等可能性不可能曲表1・1可以看出:采用底部透气砖吹氮搅拌比较方便，可以随时吹氮。它适用于钢液质量有较高要求的场合，特别是钢液还须进一步精炼吋，一般都采用底部吹氮的方法。实践证明，用透气砖吹入，氟气作用发挥的较充分，氟气利用率较高。如图1-3所示，当0.135t铝合金中

8、含氢6.5X103cn?/g时,用透气砖吹氮脱氢到2