提高钢包透气砖底吹氩的吹成率.doc

PAGE PAGE 4 浅谈提高钢包透气砖底吹氩吹成率 摘要 :钢包底吹氩透气砖是LF关键的功能性耐火材料，它的吹成率直接关系到LF功能的正常发挥。本文从选用材质、狭缝宽度、砌筑工艺、使用和维护等方面，浅谈提高钢包底吹氩吹成率相关技术问题及其在生产中运用。 关键词 钢包底吹氩 透气砖 吹氩 吹成率 前言 钢包底吹氩是LF炉外精炼工艺的关键，它对排除钢中的气体和非金属夹杂物、增强精炼过程中钢水的二次化学反应、均匀钢水温度和成分有直接作用。钢包底吹氩操作简单、有较好的钢水搅拌作用，消除钢包中的搅拌“死区”，被越来越多的冶金工作者所重视。 马钢第一炼钢厂过去只生产板坯普碳钢和低合金钢，采用的是内装式狭缝透气砖和钢包顶吹氩棒相结合的吹氩方式，基本能满足生产需要。随着圆坯和CSP的投产，冷轧薄板基料、车轮钢的生产，保证底吹氩的吹成率日益重要。为此，本文从分析影响底吹透气砖的各种因素入手，提出了相应的工艺技术措施。经过一年的使用证明，使钢包底吹氩吹成率上了一个新的台阶。 透气砖的结构及主要参数 内装式透气砖主要有透气砖、透气砖座砖、吹氩管镶嵌成的整体和透气砖垫砖两部分组 成，结构安装图如图1所示。 实现吹氩工艺，透气砖必须具备较好的抗高温、耐侵蚀性、抗热震性、高温体积稳定性及高强度、操作稳定、透气性好、外形尺寸准确、钢水渗透少等特点。狭缝式内装透气砖主要技术参数如表1所示。 图1 钢包内装式透气砖结构安装图 表1 透气砖与透气座砖理化指标 项目 透气砖 透气座砖 Al2O3/% ≥94 ≥90 MgO/% — ≥2 Cr2O3/% 2～5 ≥2 体积密度/g·cm-3(110℃×24h) ≥3.2 ≥3.0 常温耐压强度/MPa(110℃×24h) ≥60 ≥50 高温耐压强度/MPa(1500℃×3h) ≥95 ≥80 压气流量/Nm3·h-1(0.4MPa) 13～25 — 钢包吹成率的工艺技术问题 3.1 底吹透气砖的损毁 底吹透气砖的损毁原因主要有三个方面：一是急剧的热冲击引起的热应力裂纹和剥落，透气砖的工作面与高温钢水直接接触、受到高温钢水及不断流出的冷气流的影响，产生很大的温度梯度，且多次使用会受到急冷急热的冲击，导致透气砖产生裂纹和剥落；二是钢液搅拌引起的对工作面的冲刷与侵蚀，当氩气气流射入钢水溶池时，气流回击并打击透气砖出气口前沿，给耐火材料一定的冲击力，钢包底部钢水运动加剧，气相和液相相互作用形成湍流，对透气砖产生剪切、冲刷作用，尤其是底吹透气砖高于包底时，损毁的速度更快，高于包底部分很快被冲刷掉；三是熔渣的侵蚀，透气砖工作面与渣接触的时间很长，在整个包役中，熔渣不断向砖中侵润、渗透、渣中氧化物MgO 、CaO、SiO2、Fe2O3等与砖发生反应生成低熔无而被冲刷侵蚀[1]。 3.2 底吹透气砖开吹失败成因 3.2.1 转炉出钢温度偏低 转炉出钢温度低，钢水进入钢包中，包底吸热，使包底表面区域钢水温度降低到液相线以下而凝固，在透气砖表面结成厚厚的冷钢，使开吹失败。因而，转炉出钢的时候要选择适当的温度。 3.2.2 合金、脱硫剂加入时间过早 合金和脱硫剂加入如果过早，未来得及熔化合金和脱硫剂很容易沉入包底继续熔化，导致包底一个小区域温度迅速降低，而使透气砖表面结上一层冷钢，还容易形成冷包底，而使底吹不通。 3.2.3 氩气压力太小，接口和管道漏气 氩气压力太小，接口和管道漏气，致使氩气不能正常通入钢包，使底吹失败。 3.2.4 透气砖的狭缝被堵或者透气性不良 钢包在使用和浇铸过程中透气砖的气道被渗钢、渗渣所堵塞，或者由于温度骤变而使狭缝发生蠕变，导致透气性不良，开吹不通。 提高钢包吹成率的相关工艺技术 4.1 优选透气砖的材质 在高温和真空下,几种耐火材料氧化物的稳定性次序为Al2O3CaOMgOCr2O3,钢水润湿角大小次序如下:ZrO2Al2O3MgO。因此,应选择刚玉作为透气砖的主晶相,再加入与主晶相形成固溶体的少量添加剂作为烧结剂,同时适量引入Cr2O3。Cr2O3的熔点为2275℃,高于Al2O3的熔点(2050℃),所形成的Al2O3- Cr2O3固溶体能显著增强对氧化铁或熔渣的抗侵蚀能力,同时也能抑制Al2O3晶体过分增长,减少晶体内部应力,提高材料的抗热震性。但Cr2O3加入量不宜过多,否则,刚玉晶粒的成长速度受到严重影响,会降低材料的性能。所以选择透气及其座砖时，考虑了两种尖晶石的相互作用，以便利用Al2O3- Cr2O3尖晶石的特殊作用[2]。 4.2 透气砖狭缝宽度的控制 钢包透气砖在我厂使用条件较为苛刻。钢水深3.52ｍ,静压力大,同时钢水搅拌强度要求大,需要钢包透气砖抗钢水渗透能力强。而在实际生产中,经常发生透气砖表面难清理和钢水经吹氩站、再到