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RH插入管内衬耐火材料的工作条件

发布日期: 2019-08-23 09:53:59    阅读量(116)    作者:张红

RH装置是在高温与真空条件下工作的。RH插入管内衬用耐火材料的使用环境非常恶劣,这主要表现在以下几个方面:

(1)高温作用。

RH精炼温度高达1650℃,局部1700℃,加上在炉外精炼装置中会采用电加热给钢液补充热量,这样耐火材料内衬必须承受高温作用,由于温度过高导致严重的损毁。

(2)真空吹氧的损害。

在高温真空的条件下,耐火材料中的大多数氧化物会发生蒸发而损失,其中SiO2、氧化铁、Cr2O3、和MgO比较容易蒸发,CaO和Al2O3比较难蒸发。耐火材料在高温真空长期作用下发生蒸发损失,使耐火材料的性能变差,体积密度降低,气孔率提高和强度下降。在真空炉外精炼处理钢液的情况下,耐火材料的高温蒸发还可造成对钢液成分的污染。同时由于吹氧作用造成氧分压的不同会影响氧化物蒸发速率,从而加快材料(如镁铬砖)的损坏。另外,由于吹氧会使钢液局部区域发生二次燃烧,形成高温,加剧了对耐火材料的侵蚀。

(3)高速流动的气流和钢液的冲刷侵蚀。

RH精炼过程中,由于真空室抽真空,浸渍管的上升管吹Ar气,或者电磁搅拌,使钢液产生速度很大的循环流动。这样,高速流动的钢液会使耐火材料经受剧烈的冲刷,并且不断产生新的表面,加剧侵蚀。

(4)熔渣的侵蚀与渗透。

由于抽真空与从浸渍管吹Ar产生的抽力,会使盛钢桶中的碱性渣(从转炉带来的)卷入,进入浸渍管内。测定了浸渍管用后镁铬砖渗透层的m(CaO)/m(SiO2),为2~3。另外,脱硫粉剂主要由萤石与石灰构成,属CaF2-CaO-Al2O3渣系。脱硫粉剂进入钢液后一般会保留一定时间,以达到好的脱硫效果。而这种保留在循环钢流中的CaF2-CaO-Al2O3渣,熔点较低,粘度低,流动性好,对耐火材料的侵蚀与渗透很厉害。渗入耐火材料内的熔渣会溶解耐火材料颗粒之间的一些结合物或基质,减弱结合,降低高温强度,从而被高速流动的钢液所冲刷带走。总之,RH插入管内衬用耐火材料在抗炉渣侵蚀、渗透方面主要是抗m(CaO)/m(SiO2)>3的碱性渣。

(5)非连续操作的温度波动造成的热剥落和结构剥落。

RH炉外精炼为间歇式生产,两次操作之间温差可达500~800℃或更大。耐火材料在使用过程中,熔渣沿气孔与裂隙通道渗入耐火材料内,并与之相互作用形成与原来耐火材料(即未变质层)结构、矿物组成和性质不同的致密变质层。变质层与未变质层之间热膨胀性不同,当温度发生波动或剧烈改变时,未变质层地边界处会产生很大的应力,这些应力就导致一些平行于热面的裂纹产生,从而使变质层与原耐火材料之间发生开裂、剥落。结构剥落是炉外精炼这种间歇式生产设备所用耐火材料损毁的主要原因。

基于这些苛刻的使用条件,RH插入管内衬用耐火材料不仅要具有优异的高温稳定性,能够抵抗炉外精炼条件下的高温真空作用和钢渣的冲刷磨损作用,还必须具有良好的抗渣性和热震稳定性。

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