高鋁磚對鋼包脫氣裝置渣線部位耐火材料使用壽命的影響,ASEA-SKF法的工藝操作主要包括真空脫氣、電弧加熱、造渣脫硫、吹氧脫碳、添加合金料和取樣等工序,其先后順序應。ASEA-SKF法用的鋼包,其襯里工作層分為高鋁磚、堿性磚或兩者綜合砌筑等三種形式。包襯其余部位工作襯用燒成高鋁磚,使用壽命為40~42次。
ASEA-SKF法是由電磁(或氬氣)攪拌真空脫氣和常壓下電弧加熱等系統組成的,其構造如下圖所示。鋼包是該裝置的核心設備,外形呈圓筒狀,鋼包壁稍高,便于安裝攪拌器,為避免由于電流感應而發熱,鋼包殼需用非磁性鋼板制作。吹氬攪拌與電磁攪拌,可以單獨使用,也可以聯合使用。生產實踐證明,前者脫氣和排除雜質的效果比后者好,所以目前發展了一些不帶電磁攬拌的裝置。另外,該裝置能進行造渣精煉,在真空罩上安設氧槍,也能進行吹氧脫碳處理。總之,ASEA-SKE法能進行多功能的精煉處理,可生產各種不銹鋼、高速鋼和高合金工具鋼等,但設備投資較大,維修費用較高。
ASEA-SKF法的工藝操作主要包括真空脫氣、電弧加熱、造渣脫硫、吹氧脫碳、添加合金料和取樣等工序,其先后順序應。根據冶煉鋼種和設備條件的不同,合理安排,有時還可進行兩次加熱。整個精煉過程,鋼水在鋼包中環流速度較大,停留時間較長,普通鋼一般為1.5~2.0小時,合金鋼為2~3小時,而且使用后鋼包不保溫。因此,包襯受鋼水的機械沖刷、化學侵蝕和熱應力的作用,比其它裝置更惡劣,使用壽命較低。
ASEA-SKF法用的鋼包,其襯里工作層分為高鋁磚、堿性磚或兩者綜合砌筑等三種形式。日本川崎鋼鐵公司水島廠在100噸鋼包渣線部位上,采用MgO含量為97%的鎂磚砌筑時,使用壽命僅為3次;用Al2O3含量為90%的高鋁磚作襯里時,使用壽命為4~5次;當用鎂白云石磚或直接結合鎂鉻磚砌筑時,使用壽命分別為7~9次和15~18次。包襯其余部位工作襯用燒成高鋁磚,使用壽命為40~42次。另一廠50噸鋼包渣線部位采用直接結合、再結合或半再結合的鎂鉻磚砌筑,使用壽命一般為18~20次,其余部位用不燒高鋁磚作工作襯,其壽命為50次左右。
英國各廠ASEA-SKF法的操作條件及鋼包襯使用情況,列于下表。從表中看出,鋼包襯使用壽命與磚的品種、終渣堿度和每周使用次數等因素有關。當冶煉低鉻鋼時,應選用鎂磚而不用鎂鉻磚,以減少鉻的帶入。在鋼包襯材質的選擇合理和終渣堿度的控制得當時,渣線部位堿性磚襯的使用壽命,可由10次提高到20次,每小時侵蝕量則由3.5~5.5毫米降至2~4毫米。
瑞典奧克呂松德鋼鐵廠ASEA-SKF法鋼包襯里的使用壽命。真空操作時為14次,非真空時為18次,耐火材料單耗為1~3公斤/噸鋼。博福爾斯廠50噸鋼包襯工作層,采用Al2O3含量為85%的高鋁磚砌筑,在中性渣操作的情況下,渣線部位的壽命為8次,其余部位的為35次;當高堿性渣脫硫操作時,渣線部位用MgO含量為96%的鎂磚代替高鋁磚作工作襯,使用壽命為7次,其余部位工作襯用高鋁轉,使用壽命僅為26次。這就是說,在真空和高堿性渣的條件下,鋼包襯的使用壽命有所降低。
我國ASEA-SKF法用的50噸鋼包,渣線部位用再結合鎂鉻磚和浸漬燒成鎂白云石磚作工作襯,此壽命分別為16次和大于17次;在15/30電鋼包渣線部位,采用電熔鎂磚砌筑,終渣堿度為5.07,使用壽命達到25~30次,效果十分滿意。
上表為各國ASEA-SKF法鋼包渣線部位用磚的性能。
美英兩國ASEA-SKF法鋼包的典型襯里如上圖所示。渣線部位普遍采用鎂鉻磚或鎂磚砌筑,其余工作襯多數用高鋁磚。英國鋼包渣線以上部位用鐵殼化學結合鎂磚,使用過程中形成整體,拆修渣線部位時不致脫落。永久襯一般用普通高鋁磚或高鋁質耐火澆注料,但渣線區和熱點部位仍用普通堿性磚,以便安全生產。
ASEA-SKF法鋼包襯的總厚度一般為230毫米,其中工作襯厚度為150毫米。包襯太厚會降低電磁攪拌效果,太薄又影響使用壽命,增加維修費用。
鋼包磚過去為楔形的,尺寸為230x150x(64,76)毫米,一般采用立砌。現在普遍用扇形磚,平徹,結構穩定,垂直縫減少,能抗渣侵和鋼水的沖刷。該磚高100毫米,厚150毫米,內面長200毫米,外弧長根據鋼包容量的大小而定。生產鋼包磚時,尺寸必須準確,以保證砌筑質量和提高使用壽命。
砌筑鋼包襯時,靠鋼包殼先鋪一層耐火纖維氈或輕質片磚,然后砌永久襯。工作襯砌筑,一般采用濕法,火泥成分應與磚的材質基本相同。200噸以下的鋼包工作襯只留垂直膨脹縫,一般不留環形膨脹縫,因為砌筑火泥足以調節其膨脹。同時,砌到鋼包口下沿留20~40毫米的間隙,并用火泥或散狀料填充,以補償垂直方間的膨脹。有的廠家在鋼包永久村與工作襯之間采用耐火搗打料搗制火層,厚度為10~25毫米,可起隔熱作用,也能緩沖環形方向的膨脹。但施工較困難,不易推廣。
目前,ASEA-SKF法鋼包渣線部位用鎂鉻磚、鎂磚或鎂碳磚砌筑,由于磚的質量提高、冶煉操作制度完善和采用熱噴補等,一般使用壽命為20次左右,其余部位用高鋁磚作工作襯,使用壽命為40~50次;永久襯一般用普通高鋁磚或高鋁質耐火澆注料,壽命為150~300次。耐火材料單耗從8~11公斤/噸鋼降低到4.5~7.0公斤/噸鋼。