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吳忠高精煉比模式下鋼包渣線鎂碳磚的研制及應(yīng)用是怎樣的?

發(fā)表時(shí)間:2024-04-25 訪問量:46198

摘    要:對(duì)國內(nèi)某鋼廠210 t精煉鋼包在高精煉比冶煉模式下的渣線MgO-C磚損毀機(jī)制進(jìn)行了分析。為提高M(jìn)gO-C磚使用壽命,以97級(jí)吳忠電熔鎂砂顆粒和細(xì)粉、鱗片石墨、抗氧化劑和酚醛樹脂為原料制備了w(C)=14%的吳忠鎂碳磚。研究以不同量(質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為0、3%、6%)的富鎂尖晶石微粉等量替代吳忠電熔鎂砂細(xì)粉對(duì)試樣物理性能、抗氧化性、抗渣性等的影響。

結(jié)果表明:與未添加富鎂尖晶石微粉試樣相比,添加3%(w)富鎂尖晶石微粉時(shí),試樣的力學(xué)性能、抗氧化性能和高溫抗折強(qiáng)度都有明顯提升,線膨脹率有一定下降;但隨著富鎂尖晶石微粉含量增加至6%(w),試樣的綜合性能呈現(xiàn)下降趨勢。將加入3%(w)富鎂尖晶石微粉的吳忠鎂碳磚應(yīng)用在鋼包渣線上,在高精煉比冶煉工況條件下,鎂碳磚“饅頭狀”和豎縫等問題得到明顯改善。

鎂碳磚以其優(yōu)異的抗熱震性、抗渣侵蝕和滲透性等而被廣泛應(yīng)用于鋼包渣線部位。近年來,隨著潔凈鋼和高品質(zhì)鋼種冶煉的需求,以及國內(nèi)鋼廠推行“低鐵耗、大廢鋼比”的冶煉模式,導(dǎo)致鋼包爐外精煉(LF、RH等處理方式)比例大幅度上升。尤其是近年來鋼水冶煉過程中廢鋼比例增加,大幅度降低了鋼水溫度。為了達(dá)到鋼種冶煉要求,鋼包LF加熱精煉時(shí)間長,處理強(qiáng)度大,且在精煉過程中熔渣和鋼水在鋼包內(nèi)的翻滾加劇,從而對(duì)渣線鎂碳磚的耐沖刷、熱膨脹性、抗侵蝕性等提出了很高的要求。

精煉鋼包渣線鎂碳磚使用過程中主要有以下問題:侵蝕熔損、“饅頭狀”熔損、橫縫或豎縫、結(jié)構(gòu)性剝落等。在本文中,通過分析國內(nèi)某鋼廠精煉鋼包渣線鎂碳磚的損毀機(jī)制,在碳含量(w)為14%的鎂碳磚中引入不同含量的富鎂尖晶石微粉,研究其對(duì)鎂碳磚的物理性能、抗氧化性、抗渣性及高溫?zé)崤蛎浶阅艿挠绊?,為解決鎂碳磚在使用過程中出現(xiàn)的問題提供理論和實(shí)踐指導(dǎo)。 高精煉比模式下鎂碳磚損毀機(jī)制

以國內(nèi)某鋼廠210 t精煉鋼包為例,采用高精煉比冶煉模式,LF和RH平均比例分別在60%和30%以上,其中LF加熱時(shí)間長,處理強(qiáng)度大,同時(shí)鋼水中游離氧含量較高。該鋼包渣線鎂碳磚小修下線后存在“饅頭狀”和豎縫現(xiàn)象,磚縫處凹陷深度更高達(dá)到30~40 mm。

鋼包精煉后鋼渣的主要化學(xué)組成(w)為:CaO 55.54%,Al2O3 29.13%,SiO2 7.82%,MgO 5.40%,F(xiàn)e2O3 1.00%,MnO2 0.24%??梢钥闯觯撛饕瘜W(xué)成分為CaO和Al2O3,其質(zhì)量比為1.91,其次還含有相對(duì)較低含量的SiO2和MgO。從CaO-Al2O3-SiO2三元相圖[9]可知,在此渣系中容易形成低熔點(diǎn)鈣鋁酸鹽復(fù)合物,如C12A7、CAS2等,產(chǎn)生較大膨脹,使熱態(tài)下磚縫與磚縫之間的熱應(yīng)力增大,從而加劇對(duì)渣線鎂碳磚的侵蝕和滲透。

可以看出,鎂碳磚熱端面表面存在渣反應(yīng)滲透層,其后存在碳氧化層,厚度為500 μm左右。原磚層中鱗片石墨氧化不明顯,金屬抗氧化劑全部發(fā)生反應(yīng),在基質(zhì)中原位形成尖晶石相,產(chǎn)生膨脹,并伴隨有孔洞形成,導(dǎo)致鎂碳磚基質(zhì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)疏松,降低其抗氧化性和抗渣滲透性。


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