氧气转炉炼钢对镁碳砖与镁钙碳砖的要求,由耐火砖厂家收集分享。
氧气转炉炼钢的出现,由于冶炼一炉的时间比平炉大大缩短,要求炉衬耐火材料在抗热震、抗熔渣渗透及结构剥落方面的性能要好。熔体渗入毛细管深度X为:
式中,r为毛细管半径;σ为熔体表面张力;θ为熔体与耐火材料之间的润湿性接触角;η为熔体的黏度;τ为时间。
由于熔渣不润湿石墨,即接触角θ大于90°,cosθ为负值,因此石墨能阻止熔渣渗入耐火材料,可以减少或避免砖的结构剥落。此外石墨还有:
(1)能将Fe2O3还原为FeO甚至Fe,避免了与砖中CaO形成低熔点的铁酸钙;
(2)砖内碳的存在可避免高价铁与低价铁变化导致方镁石固溶体较大的体积变化;
(3)石墨的线膨胀系数低,导热性好,石墨基底能滑移以及石墨有很好的挠曲性与可塑性变形,裂纹能在石墨中分岔,因此,含碳耐火材料具有抗热震性好等优点。再有钢铁工业所处理的金属熔体为Fe-C熔体,转炉炉气中CO压力约为0.1MPa,炉气中氧压低,碳不易氧化。
因此,镁碳砖(MgO-C)与镁钙碳砖(MgO-CaO-C)在转炉、电炉以及精炼炭素良好钢的精炼炉中得到了广泛应用,而且使用周期长,效果好。所以镁碳砖与镁钙碳砖在1975年以后,其生产技术与产量得到了很大发展和提高。
氧气转炉炼钢采用溅渣护炉,由于可以大幅度提高炉龄,减少转炉的非作业时间,因而得到广泛应用。溅渣护炉就是在转炉出钢时留下一部分渣,再加入镁质稠渣剂如轻烧氧化镁球、白云石或菱镁矿,利用氧枪吹N2,使这种黏稠渣喷溅附着在炉衬上构成保护层,达到保护炉衬与补炉的目的。
溅渣护炉后的镁碳砖内基本分为:原砖层、金属沉淀层、烧结层、结合层与渣层。溅到镁碳砖上的渣首先渗入MgO-C砖的脱碳层孔隙形成烧结层,使原脱碳层的大颗粒MgO不会松动,避免了脱落和流失。紧接烧结层的是结合层,结合层主要由高熔点化合物构成,其外为渣层。
镁碳砖的脱碳层是溅渣护炉所必需的,它有利于形成烧结层,进而构成结合层与渣层。但镁碳砖中石墨含量偏低时,脱碳层不发达,不利于形成良好的烧结层;相反石墨含量过高,脱碳层过分发达,气囊大,烧结层气孔率大,强度低。因此要取得溅渣护炉好的效果,炉衬镁碳砖的碳含量不宜太高,也不宜太低。此外,为了有利于挂渣,砖中应含有适量的CaO。
镁碳砖与镁钙碳砖目前要解决的问题是如何减少或避免所用结合剂沥青与树脂对环境及人员的危害。在冶炼超低碳钢时,碳成了有害杂质,应避免使用含碳耐火材料。