90 t 钢包渣线镁碳砖侵蚀原因分析与改进措施.doc

90 t钢包渣线镁碳砖侵蚀原因分析与改进措施
丰年,陈良,张飞
(莱芜钢铁集团有限公司特钢事业部,山东莱芜 271104)
摘要:针对莱钢90 t LF-VD精炼钢包渣线镁碳砖严重侵蚀的问题,分析认为,主要原因是精炼熔渣侵蚀,真空及长时间的高温加速了侵蚀。通过优化精炼渣系,~,渣中FeO≤%、MgO≥12%;选用高纯度电熔镁砂作原料,碳含量控制在14%,改进镁碳砖材质;LF炉采用埋弧造渣作业;VD炉采用分阶段氩气控制模式。渣线寿命由35次提高到50次。
关键词:精炼钢包;LF;VD;渣线;镁碳砖;侵蚀
近年来,随着炼钢技术的发展,对钢包用耐火材料提出了更高要求。在精炼以前,钢包只是一个储存和盛运钢水的工具,但在精炼过程中,由于炉外精炼技术的进步,钢包的功能发生了变化,在钢包内可以进行真空处理、吹氩、加热、成分微调等,使得钢包的使用条件更加苛刻。莱钢特钢事业部自2012年初新上VD设备,加大了转炉生产品种钢的比例。由于LF-VD处理过程钢包渣线在真空环境下工作,钢包渣线镁碳砖侵蚀严重,渣线部位多次出现孔洞和渣沟,造成了钢包使用中频繁下线,影响了生产节奏,同时也给安全埋下了隐患。渣线镁碳砖寿命低已经成为转炉系统品种钢开发的限制环节。本研究针对影响渣线镁碳转寿命的原因进行分析并提出提高渣线寿命的改进措施。
1 钢包使用条件及工艺参数
莱钢特钢事业部银山前区生产工艺流程为:铁水预处理→600 t混铁炉→80 t复吹转炉→90 t LF精炼炉→90 t VD炉→六机六流连铸机。主要生产合金钢、齿轮钢、轴承钢等。
LF炉主要技术参数:额定处理量90 t,变压器额定容量18000 kVA,~ ℃/min,电极直径400 mm,~ MPa。
VD炉主要技术参数:真空保压时间15 min,主泵抽气能力400 kg/h,极限真空度25 Pa,工作真空度67 Pa,~ MPa。
90 t LF-VD 钢包使用条件:1)LF 炉精炼时间35~40 min,LF进站温度1560~1580 ℃,出站温度1615~1630 ℃。2)VD炉真空脱气及真空保压时间20~25 min,进站温度1595~1610 ℃,出站温度1550~1565 ℃。3)双透气砖全程智能吹氩处理,石灰、萤石、电石及碳化硅调整炉渣。4)精炼通电制度采用高电压低电流长弧操作,炉渣化好后采用低电压高电流埋弧作业。5)钢水在包内平均停留时间大约80 min。
2 渣线镁碳砖侵蚀原因分析
钢包渣线使用 MT14A 镁碳砖砌筑,厚度 220mm。在使用中发现进VD的钢包渣线侵蚀严重,有时出现渣线部位包壳发红现象,电极弧点部位渣线侵蚀也相当严重。镁碳砖的损毁过程[1]:氧化—脱碳—疏松—侵蚀—冲刷—脱落—损毁。由于碳的氧化脱除,使砖体组织疏松脆化,在钢液的冲刷下被磨损;同时,由于碳的氧化脱除及砖体疏松,炉渣向脱碳层渗透,并与镁砂颗粒反应。钢包经过LF、VD精炼处理,受到电弧光、真空以及钢渣的冲刷,加速了渣线部位的侵蚀。
精炼熔渣的侵蚀
渣中CaO、SiO2以及CaF2与砖的化学反应,使砖面形成熔渣渗透层,而基质为硅酸盐所充填[3]。颗粒边缘形成的低熔点硅酸盐相,有不稳定C2S(熔点