第十一章 转炉系统用耐火材料

第十一章转炉系统用耐火材料PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建目录一、转炉的工作原理二、转炉的结构组成图三、转炉冶炼工艺四、转炉使用耐材理化指标及生产工艺五、转炉的砌筑、损毁与维护六、转炉的应用与发展PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建一、转炉工作原理转炉炼钢法是将主要原料铁水、废钢等装入炉内，加上生石灰、石灰石、萤石以及氧化铁皮等辅助原料，从炉口用氧枪吹入高压、高纯度（含O2为99.5％以上）氧气进行冶炼。转炉炼钢法使用的氧化剂为氧气（另外还有：铁矿石、氧化铁皮），把氧气鼓入熔融的生铁里，使杂质硅、锰等氧化。在氧化的过程中放出大量的热量（含1%的硅可使生铁的温度升高200℃），可使炉内达到足够高的温度，因此转炉炼钢不需要另外使用燃料。PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建、冶炼过程开始转炉处于水平状态，向炉内注入1300℃的液态生铁，并加入一定量的生石灰，然后鼓入氧气并转动转炉使其直立起来。这时液态生铁表面表面剧烈的反应，使铁、硅、锰氧化（FeO，SiO2，MnO）生成炉渣，利用熔化的钢铁和熔渣的对流作用，使反应遍及整个炉内。几分钟后，当钢液里只剩下少量的硅与锰时，碳（C）开始氧化，生成CO（放热）使钢液剧烈沸腾。炉口由于溢出的CO的燃烧而出现巨大的火焰，最后磷也发生氧化并进一步生成磷酸亚铁(Fe3(PO4)2)，磷酸亚铁再跟生石灰反应生成稳定的磷酸钙和硫化钙，一起成为炉渣。当磷与硫逐渐减少，火焰减小，炉口出现四氧化三铁的褐色蒸汽时，表明钢已炼成。这时应立即停止鼓风，并把转炉转到水平位置，把钢水倾至钢包内，再加脱氧剂进行脱氧。PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建二、转炉结构图PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建、转炉用原料•金属料：铁水、废钢、合金钢•非金属料:造渣剂（石灰石、萤石、铁矿石）；冷却剂（废钢、铁矿石、氧化铁、烧结矿、球团矿）；增碳剂和燃料（焦炭、石墨籽、煤块）•氧化剂：氧气、氧化铁皮、铁矿石萤石又可作为促进熔解的助溶剂，石灰石又可以作为冷却剂PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建、转炉的分类•氧气顶吹转炉：氧气从炉顶吹入，也叫LD炉、BOF炉、BOP炉。•底吹转炉：氧气从炉底吹入，也叫OBM、Q-BOP。•顶底复吹转炉：氧气从炉顶吹入的同时从炉底吹入惰性气体，比如氩气、氮气等。也叫LD-Q-BOP。•侧吹转炉PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建（1）氧气顶吹转炉PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建文件使用pdfFactoryPro试用版本创建（2）底吹转炉OBM/Q-BOPPDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建（3）顶底复合吹转炉LD-Q-BOPPDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建（4）侧吹转炉PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建三、转炉冶炼工艺1、装料2、供氧3、造渣4、温度及终点控制5、脱氧及合金化PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建、装料制度1、对使用废钢的转炉，一般先装入废钢再兑入铁水。先加入洁净的轻废钢再加入中型和重型废钢。为保护炉衬不被废钢撞伤，过重的废钢可以等铁水兑入后再加入。为防止炉衬受急冷急热在加入废钢后应立即兑入铁水，2、装入量是指炼一炉钢是铁水和废钢的加入量，铁水和废钢的比例是根据热平衡计算决定的，通常铁水比例为70-90%，它取决于铁水温度与成分、炉容比、钢种。PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建、供氧制度供氧主要是保证杂质去除速度、熔池升温速度、造渣制度、控制喷溅去除钢水中气体与夹杂物的操作。PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建供氧设备—氧枪1、喷头拉瓦耳型（P出/P进0.528时形成超音速射流）、直筒型、螺旋型2、枪身3、尾部结构PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建、造渣制度1、前期（早期铁水中Si，Mn，Fe的氧化产物）2、中期（中期炉温升高，石灰进一步融化，脱碳反应使渣中FeO含量降低容易出现“返干”现象）3、末期（后期脱碳速率下降FeO含量增加乳化和泡沫现象减弱）PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建四、转炉使用耐材理化指标及生产工艺•转炉使用的耐火材料有：1、永久层：高纯镁砖；2、工作层：镁碳砖；3、挡渣球、挡渣杆、挡渣锥；4、整体出钢口；5、转炉用透气砖；6、镁质喷补料；PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建（1）•镁碳砖采用高纯、高致密或大结晶镁砂和高纯石墨为主要原料，添加适量的抗氧化剂，以酚醛树脂为结合剂，经高压成型工艺生产。•均质挡渣球外形为带沟槽球形结构。产品选用优质高铝为主要原料，低水泥+微粉为结合剂，添加铁屑预混合从而达到挡渣球所需要的体积密度，再将安装好的模具置于振动台上，从预先留出的加料口灌入混合好的浇注料，边振动边加料直至振动密实。PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建•转炉出钢口采用高纯电熔镁砂或大结晶镁砂，配以高纯石墨，添加独特的抗氧化剂，以酚醛树脂为结合剂，通过等静压（整体出钢口）或机压（分体出钢口）成型。具有良好的抗氧化性、强度高、抗侵蚀性好、易更换、寿命高等特点。PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建整体出钢口生产工艺配料→预混→造粒→流动→均混→过筛→困料→干燥→成型→加工→检查→包装加料顺序为先加镁砂骨料，再加树脂，均匀混合后，加石墨，最后加入细粉。PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建、挡渣球的密度要介于钢液与熔渣之间，一般在4.2-5.0kg/cm3之间，浸入钢液的深度为球的1/3左右，保证钢水流尽而又能挡住炉渣。2、投球的位置:出钢口的正上方。3、投球的时间:在出钢1/2-3/4时将球翻入熔池（大概出钢结束前1min左右），这时出钢口内侧应形成一定的喇叭状，才便于在出钢口上方形成旋涡，而把球吸引到位。过早，会使挡渣球在炉内等待时间过长而损坏，或表面变形而影响挡渣效果。过晚，挡渣球来不及到达挡渣位置钢液就流完了。PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建、出钢过程中，渣由出钢口涌出；2、出钢快结束时，钢流紊动将渣吸入；3、炉子出完钢以后，尚未摇回原位之前渣子流出；PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建挡渣球、挡渣杆生产工艺流程入库领料与配料包装烘干脱模成型搅料模具的领用与安装PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建（2）转炉用各种耐火材料指标项目PN-MT10APN-MT10BPN-MT18APN-MT14APN-MT14B化学成份（%）；≥MgO8078727674C1010181414显气孔率（%）；≤45345体积密度（g/cm3）；≥2.952.902.92.952.90常温耐压（MPa）；≥4035404035高温抗折（1400℃×30min）（MPa）；≥8610128镁碳砖主要理化指标：PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建（%≥7060体积密（g/cm3）≥44.0抗折强（MPa）≥55耐压强（MPa）≥1515挡渣球系列理化指标PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建化学成（%）；≥SiO23060体积密度（g/cm3）≥110℃×16h3.24.0抗折强度（MPa）；≥110℃×16h45耐压强度（MPa）；≥110℃×16h3015线变化率（%）110℃×16h±0.4±0.2PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建化学成份（%）≥Al2O3；78Al2O3+MgO+CaO—体积密度（g/cm3）≥110℃×16h2.6抗折强度（MPa）≥110℃×16h6耐压强度（MPa）≥110℃×16h40线变化率（%）110℃×16h±0.2PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建（％）≥80788078C（％）≥10141014显气孔率（％）≤4.04.05.05.0体积密度（g/cm3）≥2.952.952.902.90耐压强度（Mpa）≥40403835高温抗折强度(Mpa)（1400℃×0.5h）≥1012610PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建－ZLAPN－ZLB化学成分（％）MgO；≥8075Cr2O3≥2Al2O3；≤3.0体积密度（g/cm3）；110℃×24h≥2.4≥2.41500℃×3h≥2.5≥2.5抗折强度（MPa）；110℃×24h≥4.0≥4.01500℃×3h≥8.0≥10耐压强度（MPa）；≥110℃×24h≥12≥121500℃×3h≥20≥25施工参考加水量（%）11±111±1最高使用温度（℃）1750PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建五、转炉的砌筑（1）准备工作（2）炉底砌筑（3）炉身砌筑（4）炉帽（5）出钢口PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建六、转炉的损毁及维护•炉衬的损毁•炉帽的损毁•出钢口的损毁•挡渣球的损毁PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建、炉衬的损毁机理•兑入铁水、加入废钢时对炉衬的冲刷及机械磨损。•冶炼过程中，钢水、炉渣以及炉气对炉衬的机械冲刷。•炉衬的脱碳FeO+C=CO+Fe炉渣O2+2C=2COPDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建、炉帽的损毁•高温炉气冲刷•喷溅物•外力撞击PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建、出钢口的损毁•吹炼时，碳化反应