提高冶金设备内衬的寿命
仪器信息网 · 2009-05-20 21:40 · 28605 次点击
车里雅宾斯克钢铁公司为了完成某些特定品种钢材的大量供货,使用了当代最先进的炼钢设备——转炉、氯氧精炼炉、电炉、钢水综合处理设备、各种容积的坩埚和其它设备等。砌筑这些设备的内衬,采用了各种组成的定型和不定形耐火材料。
在№2电炉炼钢车间,使用Bп-130型提升法真空处理装置。真空室(吸升管、底和壁)工作衬使用了由“镁砖”股份公司生产的пXпп牌电熔镁铬制品砌筑。在真空处理轴承钢时(平均40次循环),砌体各个构件的使用寿命波动于60~300次范围内(平均120~140次)。这种波动范围取决于工艺参数、钢的脱氧程度和真空室中渣的数量与成分。对用过的耐火材料所进行的x射线组织结构分析表明,在真空处理装置中,即使使用了挡渣器,却仍有熔渣存在。在砖的反应带和工作带中,发现有二氧化物和镁橄榄石(MgOSiO2)的存在,而在未变带中却没有这些东西。
上述种类的进口耐火材料系直接结合(方镁石一方镁石、方镁石一尖晶石一方镁石等)。萨特金耐火厂生产的制品与之却不同。它们是硅酸盐结合,并且在使用过程中被渣的成分浸渍,从而导致内衬逐渐损毁。
在真空处理钢品种扩大和真空处理制度更加严格的情况下(即增加循环次数,一开始达50次,以后达80次),内衬的使用寿命分别降低到100次和70次。
由于пXпп制品热稳定性比较低,为了保持侧壁内衬完好,在操作周期结束时,需要缓慢冷却。当钢水真空处理的量增加时,上述要求难以执行,结果砖会塌落。每一操作周期结束后,发现侧壁砖也破裂,其使用寿命只有70次。
为了提高真空室内村寿命,在7个操作周期采用了шпyп牌尖晶石镁碳质耐火制品。其中在两个操作周期,底与吸升管内衬的使用寿命分别为91次和97次,底和吸升管砖的蚀损率分别为0.2mm次-1及0.5mm次-1。在其余几个操作周期中,这些构件的使用寿命在55—71次范围内波动。并且发现,钢水渗透到内衬与外壳中。正如X射线组织结构分析所表明的那样,发生这一情况的主要原因在于:砖层表面实际上每个方向都发生了碳的氧化作用,并形成了二氧化物和镁橄榄石。因此,制品之间出现了裂缝,其中充填丁钢水,在钢水层上方,裂缝结渣。显然,在生产这些制品时所用的抗氧化剂没有充分发生效应,再加上内衬加热叉不完善,导致这种结果发生。但是试验所用制品,由于具有高抗热震性,真空室壁在快速冷却时依然保持完整。
在制定使制品表面不脱碳的加热制度时,提出了内衬的综合砌筑方案。这样町使壁衬平均寿命达256次,创造年经济效益约达1100万卢布。
目前,对用шпyп和пXпп牌制品砌筑的吸升管内衬进行了试验,结果在吸升管内未发现有钢水渗透,内衬使用寿命达到84—94次,平均为90次。
炉墙和炉顶装有水冷板的№8эклц—a型电炉,其内衬采用了лхсэут牌和пхут牌镁铬制品砌筑;出钢口区采用的是п-91牌方镁石制品。在操作过程中,炉墙很快就损毁,尤其是第4块和第12块水冷板区域更甚。采用镁碳质耐火材料可以把炉墙使用寿命由157次提高到166次,热态停炉时间由4.9昼夜减少到4.6昼夜。采用椭圆形的出钢口,其衬砖也受到了侵蚀,导致出钢槽壁连续发生侵蚀和浸透。尽管镁碳制品与镁铬制品成本差别约2.3倍,但它们的使用效果相差不大。
在研究了电炉内衬蚀损形态以后,制定了内衬综合砌筑方案。蚀损最严重的部位(其中包括出钢口)使用镁碳制品砌筑。蚀损最小的侧面墙,则使用镁铬制品砌筑。这样可以改善炉子的技术经济指标。如热态停炉时间由每月4.8昼夜减少到2.3昼夜;修补时间由16min减少到7rain;每吨钢耐火材料的单耗由2.1kg减少到1.4kg。经济效益超过1500万卢布。
氩氧精炼炉内衬,最初使用的是镁铬质和镁铬尖晶石质耐火材料(лхк、лXC、лшлX),风嘴部位用的是镁碳质耐火材料(FIyFIK)。在熔炼工艺稳定以后,使用HIlIHX耐火材料的内衬使用寿命最高为30次,冶炼高合金耐蚀钢时,使用寿命则不超过23次。使用лхк、лXC耐火材料时,内衬寿命则为12次。
推荐使用ливс-50牌镁钙质制品作内衬,风嘴部位则使用FIylIK耐火材料。这些耐火材料的成本一般较低,在出钢以前,渣中氧化铬的含量不超过2.5%。内衬总的使用寿命有些增长,但耐蚀铡的熔炼,其使用寿命仍保持原样(23~25次)。
为了满足扩大耐蚀钢生产规模的需求,就必须加强传统内衬的使用。在风口区,长920mm的大砖取代了460ram×200ram的衬砖,渣线则使用镁碳质制品(лулкл),内衬中掺有改进成分的抗氧化剂。采用这一方案砌筑内衬,熔炼耐蚀钢时使用寿命可达35次。采用这种综合内衬,年经济效益超过700万卢布。
对于各个车间的氩氧精炼炉所用钢包内衬,同样也使用了ливс-50牌钙质制品,其使用寿命为17~20次。曾经研究了钢包内衬损毁的主要原因。根据数据资料分析和损毁情况,为每个车间制定了砌筑方案。对于最容易遭受损毁的部位,使用了性能经过改进的耐火材料,诸如лшYC和шлул牌尖晶石镁碳质耐火材料;лшук、луск和лукл牌镁碳质耐火材料;另外还有ливс-50牌耐火材料。使用结果表明,这些耐火材料具有较高的抗损毁性。