第六章炉外精炼用耐火材料.ppt

炉外精炼技术发展的主要原因 （1）它与连铸生产的迅速发展密切相关。因为它不仅适应了连铸生产对优质钢水的严格要求，大大提高了铸坯的质量，而且在温度、成分及时间节奏的匹配上起到了重要的协调和完善作用，即定时、定温、定品质地提供连铸钢水，成为稳定连铸生产的关键因素。 （2）它与调整产品结构，优化企业生产的专业化进程紧密结合。超低碳钢、超深冲钢、超低磷、硫的优质钢材的生产必须采用包括炉外处理技术在内的优化工艺流程，这是炉外精炼技术发展迅速的另一个重要原因。 耐火材料对钢中氧含量的影响 由图可见，耐火氧化物和复合耐火氧化物对钢水的增氧作用由大到小的顺序分别为Cr2O3SiO2Al2O3MgOZrO2CaO和MgO·Cr2O3ZrO2·SiO23Al2O3·2SiO22MgO·SiO22CaO·SiO2MgO·Al2O3CaO·Al2O3。所以在冶炼氧含量低的钢种时，适宜选用氧化镁质、氧化锆质、氧化钙质或者尖晶石质等耐火材料。 卷渣也是影响洁净度的重要因素。在某些情况下，耐火材料也会参与这一过程。因此，控制出钢及浇注过程中的卷渣量也有利于提高钢水的洁净度。 4.1.3 耐火氧化物及结合剂与钢中磷含量的关系 钢液脱磷或增磷反应为： 2[P]+5[O]+3(CaO)=Ca3(PO4)2 2[P]+5[O]+3(MgO)=Mg3(PO4)2 △H = -1483 kJ·mol-1 从热力学考虑：温度升高是不利于从钢液中脱磷的。 从脱磷的化学反应式可知：钢中氧含量低不利于钢液脱磷，而有利于增磷。 磷酸或磷酸盐作结合剂来生产钢包用耐火衬，根据上面条件与分析，耐火衬内的磷是极易进入钢液而导致钢液增磷的。 目前的中间包涂料，无论是镁铬质、镁质或镁钙质，一般都采用磷酸盐作结合剂。磷酸盐加入量为涂料质量的2.5%~4%。则使钢液中磷的含量增加0.001%~0.003%。 4.1.4 耐火材料与钢中氢含量的关系 氢会使钢中出现“白点”，引起氢脆 。 增氢主要是在浇钢过程中发生的，主要来源有： 1)熔渣中溶解的氢(不属耐火材料范围)； 2)钢包耐火材料中残存的水分； 3)生产耐火材料时使用的树脂或沥青等有机结合剂。 对钢包和中间包预热烘烤可以有效降低钢水的吸氢量。 4.1.6 耐火材料对钢水氮含量的影响 典型的深冲和超深冲IF钢一般要求钢液中的氮含量小于0.0015%。而在工业生产中，真空脱氮很难达到0.002%以下，主要原因随着钢液中氧含量的增加，将阻碍钢液中的氮形成氮气分子，阻碍钢液脱氮。 当真空条件下钢液中的氧化量很低时，炉衬耐火材料中的氧化物会分解向钢中增加氧。 出钢、浇注等钢流与周边介质相接触(大气、包衬、保护渣等)时, 仍有可能回增。 脱氧钢水出钢时增氮量平均为1 .68 x l0 -5 , 而氧化状态钢水出钢时增氮仅为5 x 10 -6 从图中可以看出：其中SiO2、氧化铁、Cr2O3和MgO比较容易蒸发，CaO和Al2O3比较难蒸发。 MgO-CaO、MgO- Al2O3、MgO-ZrO2等复合耐火材料比纯MgO耐火材料抗真空挥发性好；MgO- Al2O3材料比MgO- Cr2O3 、MgO- Fe2O3材质好； 在高温条件添加比Cr2O3稳定的TiO2、ZrO2、Al2O3时，可以有效地抑制镁铬砖的挥发，提高材料的抗渣性，在这几种添加物中以添加Al2O3为最好。 MgO-CaO系耐火材料的组成和性能： MgO-CaO系耐火材料的主要成分为MgO和CaO，主晶相为方镁石和方钙石。 随着砖中CaO含量的提高，耐火材料在真空下的稳定性提高。 MgO含量高于60%时，可显著提高白云石质耐火材料的抗侵蚀性。随着MgO含量的提高，侵蚀速度变小，但是渗透深度变大。 CaO含量的提高，有利于提高材料的抗渗透效果和提高材料的抗热震稳定性。 1）RH真空室上部用耐火材料 损毁原因： 钢水喷溅，粘附于炉壁，甚至结瘤。中修时，为了除去结瘤冷钢，会造成炉壁耐火材料损伤。 镁铬砖中的氧化铁发生高低价态的转变而产生体积效应。 2）RH真空室下部、底部与喉口用耐火材料 工作条件： 高真空条件下，喷吹氩气后钢液高速循环； 在冶炼超低碳钢时，高氧化性炉渣的侵蚀； 深脱硫时低熔点、低粘度的CaO-CaF2-Al2O3系渣的侵蚀与渗透。 损毁原因： 高速循环流动的钢液冲刷； 炼超低碳钢如IF钢、硅钢等钢种时要进行较长时间抽真空、吹氧脱碳过程（35min），钢液中Fe、Si、Mn、Al元素会氧化，形成氧化铁含量高的酸性渣，以及喷吹脱硫剂粉形成的熔点低、流动性好的CaO-CaF2-Al2O3系渣的侵蚀与渗透。 真空室下部、底部与喉口等部位不宜用MgO-CaO砖砌筑 ； 应砌筑高温烧成的优质的直接结合镁铬砖、电熔再结合镁铬砖、半再结合镁铬砖。 3） 浸渍管内衬