钢包底吹氩工艺是 LF 炉精炼过程中十分重要的环节,它的作用是对钢水进行搅拌。钢水加热、成分调整、去除夹杂物等工序均在不断地吹氩搅拌使钢水循环流动中完成。钢包底吹透气性对炉外精炼的影响是非常大的,如果钢包底吹透气砖不透气或透气量小,钢水精炼工作根本无法完成。

何为透气砖?透气砖的作用实际上就是氩气吹人钢水的通道。其工作的基本原理是: 氩气通过透气砖芯的狭缝进人钢水中,以气泡形式分散于钢水并上浮,周围的钢水受浮力的驱动,在透气砖上方形成向上流股,到达钢液顶部,向水平方向转向,然后沿钢包壁处向下返流,使钢水在钢包内循环流动,从而使添加在钢水中的合金、熔剂等快速熔化,促进了钢液成分和温度的均匀以及钢液中夹杂物的上浮,去除了钢中的非金属夹杂和有害气体,达到精炼钢液的目的。

【耐材百科】钢包底吹氩透气砖的工作环境及其常见材质

透气砖工作环境分析

1、高速高压气流和高温钢液的冲刷

钢水在精炼过程中全程吹氩搅拌,高速高压的气流由透气砖吹人到钢包内,使钢液获得一定的搅拌动能,用控制气体流量的方法来控制钢液的搅拌强度,人们用眼睛看到的现象就是钢包内的钢液沸腾起来,此时钢包底部气体与钢液相互作用形成湍流,同时由于气流的反冲作用,透气砖及其周围的耐材受到严重的冲刷。

2、钢水浇注完后熔渣的侵蚀

钢水浇注完毕后,等待回浇余的这段时间,透气砖的工作面充分与熔渣接触,熔渣沿透气砖的工作面不断向砖中浸润,渣中的 CaO、SiO₂、Fe₂O₃等氧化物与砖发生反应,生成低共熔物使透气砖被冲刷侵蚀。

3、钢包热修时用氧管吹扫透气砖工作面造成熔损

在对透气砖工作面进行吹扫时,通常采用插管反吹法。将金属软管的快速接头迅速接入透气砖吹氩管后,打开阀门,使高压气体通人透气砖的同时,工作人员在包前用粗氧管吹净透气砖周围的残钢渣,直到透气砖略微变黑为止。

4、循环周转过程中的极冷极热和吊运过程中的机械震动钢包的受钢是间歌轮流进的、重包受极热的影响、空包受极冷的影响,同时钢包在运行中不可避免地受到外力的碰撞,产生机械应力。

透气砖的材质及发展在透气砖的发展过程中,其材料组成及类型经历了一系列变化。对组成透气砖的材质必须满足耐钢液侵蚀、耐冲刷、热震稳定性高、具有稳定的物理化学性质及经济高效等特点。当今使用较广的钢包透气砖主要有弥散型、直通孔型及狭缝型等三种。 

【耐材百科】钢包底吹氩透气砖的工作环境及其常见材质

早期使用的透气砖为高铝质及镁质,这类材质的透气砖具有较好的热稳定性,但是由于结构方面的缺陷,其使用寿命不足,影响钢包的整体效率。

【耐材百科】钢包底吹氩透气砖的工作环境及其常见材质

目前,钢包透气砖材质主要有铬刚玉(尖晶石)和刚玉一尖晶石,通常采用浇注成型高温烧成工艺制备。纯铝酸钙水泥结合的刚玉一尖晶石质浇注料经高温烧成后存在三种高熔点矿相,即六铝酸钙(CA₆,熔点1890℃)、铝镁尖晶石(MA,熔点2100℃),和刚玉(熔点2050℃)。

【耐材百科】钢包底吹氩透气砖的工作环境及其常见材质

(YBT 4118-2016 )
基质中板状六铝酸钙与刚玉或尖晶石形成很好的结合,使得该材料具有优异的抗渣性和高温强度,被称作最佳基质系统,但其抗热震性相对较差,在使用过程中容易造成热剥落和结构剥落,限制了其使用寿命的提高。刚玉-尖晶石质透气砖是市场中的主要品种,其在使用过程中的热剥落,容易产生横线裂纹,造成钢水渗入,大大降低了透气砖的使用寿命。因此,提高刚玉-尖晶石透气砖的热震稳定性能是提高其使用寿命的主要手段。

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