LF炉用耐火材料.doc

LF炉用耐火材料 LF炉用耐火材料 一、前言 LF(Ladle Furnace)被称为钢包精炼炉LF炉的发展 LF钢包精炼炉是由日本大同钢铁公司率先开发使用的。该公司用LF炉冶炼取代了电弧炉减轻了电弧炉的精炼负担，提高了电弧炉的生产率。LF炉发展初期仅用于生产高级钢，随着冶金、连铸及相关控制技术的发展，扩大了LF炉的应用范围。 由于LF炉具有投资少、用途广、精炼效果好等优点，近年来，国内外己将LF炉作为主要的炉外精炼手段。钢包精炼炉钢包精炼炉是并且能调节钢水温度，工艺缓冲，满足连铸、连轧的重要冶金设备钢包炉是炉外精炼的主要设备 图1 LF装置示意图 1—石墨电极；2—合金料仓；3—底吹气透气砖；4—钢包滑板 ㈢LF钢包精炼炉的生产流程和功能 图2 钢包精炼法生产流程图 1、真空脱气功能。 2、使钢液具有升温和保温功能。 3、氩气搅拌功能。 四、LF炉用耐火材料 LF的耐火材料主要指钢包的耐火材料。钢包的耐火材料包括钢包内衬耐火材料、透气砖、滑板、出钢口填料（即引流砂）等。 对钢包耐火材料的主要要求：耐高温，能经受高温钢水长时间作用而不熔融软化；耐热冲击，能反复承受钢水的高温和钢水浇铸以后的高温向低温转变而不剥落；耐熔渣的侵蚀，能承受熔渣和熔渣碱度变化对内衬的侵蚀作用；具有足够的高温机械强度，能承受钢水的搅拌和冲刷作用；内衬具有一定的膨胀性，在高温钢水作用下，使内衬之间紧密接触而成为一个整体。 ㈠钢包内衬用耐火材料 钢包内衬由于不同精炼方式而要求不同，总体来讲，钢水在钢包精炼时，包衬的工作条件十分苛刻，主要有以下几个特点：高温，一般精炼温度高达1600～1800℃；炉渣成分和碱度变化大（碱度从0.5会增加到4左右）；高温下真空，真空度可达到66Pa，有些耐火材料会发生分解；急冷急热温度变化大，造成耐火材料的侵蚀剥落；钢渣在钢包内停留时间长，对钢包耐火材料的热负荷强度较大。 吹氩搅拌造成的钢液和炉渣对炉衬的强烈冲刷、电弧的高温辐射作用，超洁净钢长时间的精炼、间歇作业造成温度波动等，造成耐火材料的侵蚀和剥落比较严重。据国外资料报道，LF炉的精炼操作费用的70%消耗在耐材上。因此，耐火材料的选择就非常重要。 渣线部位用耐火材料 渣线部位可选用MgO-Cr2O3砖、MgO-C砖、MgO-CaO-C砖等碱性耐火材料来提高其使用寿命。 早期钢包渣线部位使用的耐火材料是直接结合镁铬砖、电熔再结合镁铬砖等优质碱性砖，但其伴有严重的六价铬污染。随着技术的发展，MgO-C砖成功在转炉上使用后，LF钢包渣线部位也开始使用MgO-C砖，并取得了良好的使用效果。目前，我国和日本一般都使用含碳量为12%～20%的以树脂结合的MgO-C砖，而欧洲多采用沥青结合的MgO-C砖,含碳量一般在10%左右。我国LF钢包渣线部位自从采用MgO-C砖代替镁铬砖后，综合使用效果明显，使用寿命大幅提高，上钢五厂（宝钢集团上海五钢有限公司）40吨LF钢包渣线部位应用洛阳耐火材料厂生产的MgO-C砖，并与电熔再结合镁铬砖进行了比较，使用结果表明，其侵蚀速度为1.28mm/炉，远优于镁铬砖的1.67mm/炉，使用39炉后发现，渣线MgO-C砖侵蚀均匀，不像镁铬砖那样局部蚀损严重、不均匀。 近几年来，随着我国洁净钢产量的不断增加和质量的不断提高，对 LF 精炼炉及其它炉外精炼设备用耐火材料提出了更高的要求。它不仅要求耐火材料的使用寿命长，而且还要对钢水有净化作用，至少不对钢水产生污染。目前，为了满足 LF 精炼炉精炼帘线钢及其它高级钢种的需要，研制出了镁白云石碳砖。经过在某钢厂 90 t LF 精炼炉（精炼率100%）上多炉役使用，取得了良好的使用效果。镁白云石碳砖其中游离CaO 能够吸附钢水中的[S]、[P]等非金属夹杂物，反应生成C2S、C3S,使炉渣粘度变高，润湿角增大，阻碍炉渣向砖内渗透，具有良好的抗渣性和净化钢水的功能，从而提高其使用寿命。镁白云石碳砖含有较多游离CaO，在高温下，蠕变大，塑性好，可以缓冲因温度波动而产生的热应力，具有良好的抗热震性，适合于炉外精炼中温度变化剧烈的工作环境。 所以渣线部位采用的优质耐火材料具用高碱度、耐高温（MgO、CaO的熔点分别为2800℃和2500℃，它们是高熔点氧化物）、耐侵蚀、抗热震性好的的特性。2、包壁用耐火材料 包壁通常采用锆质砖和结合Al2O375%～90%的烧成或不烧Al2O3-C砖，近年来为生产洁净钢，流行采用高碱度精炼渣，大量配入萤石，以强化钢液搅拌等，使包壁衬侵蚀损坏特别严重。为此，包壁衬发展用增加Al2O3-C砖中的氧化镁含量，降低成本的镁橄榄石和镁碳砖。 3、包盖用耐火材料 目前包盖一般采用浇注料，对浇注料的要求：浇注料应具备良好的高温性能，以满足LF精炼炉操作中的高温作业