炉外精炼用镁质耐火材料（2）

2 DH用镁质耐火材料

　　

DH由真空管、吸嘴、提升机构和抽排气系统等组成，是一种间断式脱气装置。DH是根据压力平衡的原理进行工作的，它通过插入真空室的吸嘴将钢水吸入真空室再回流的方法实现脱气操作。DH真空脱气法所用耐火材料按使用部位分为3个区域。真空室上部：多采用高铝砖、镁砖和白云石砖;真空室下部：使用直接结合镁铬砖、电熔镁铬砖、再结合镁铬砖;上升管：内衬为直接结合镁铬砖，外部为高铝浇注料。DH精炼常用的内衬镁质耐火材料如表1所示，MgO含量在50~70%。

　　

3 AOD用镁质耐火材料

　　

AOD精炼法的基本原理与真空脱碳法相似，只是AOD法利用的是气体稀释的方法使炉内一氧化碳的分压降低的。

　　

在冶炼过程中，炉渣碱度变化很大，从冶炼初期的0.6左右变化至4.0~4.5甚至更高。因此，AOD内衬耐火材料在高温、强搅拌的条件下，同时还要受到酸性渣和碱性渣的交替作用。因此，AOD炉用耐火材料必须具有良好的抗渣侵性能、抗热震性能以及抗钢水冲刷和机械磨损的性能。用于AOD炉的镁铬砖主要分为3个部位。即，炉帽、炉衬以及风口。

　　

A、炉帽用耐火材料

　　

由于炉帽部位侵蚀较轻，故采用普通镁铬砖即可满足使用要求。除镁质材料之外，高铝可塑料以及高铝浇注料也可作为AOD炉帽用耐火材料。

　　

B、炉衬用耐火材料

　　

AOD炉衬通常用镁铬系耐火材料和镁钙系耐火材料。镁铬系耐火材料多为直接结合镁铬砖、共烧结镁铬砖和再结合镁铬砖。其中，直接结合镁铬砖的主原料为精选铬矿和低杂质含量的烧结镁砂，在1700℃或更高的温度下烧成。表1和表2分别示出了几种常用的镁铬砖和镁钙砖及其理化性能。

　　

一般来说，镁铬砖更适用于磨损和炉渣侵蚀剧烈的部位，而镁钙砖在高温真空下的稳定性好、高温强度大。因此，镁铬砖多用于熔池和炉壁，而镁钙砖则多用于炉底。

　　

C、风口用耐火材料

　　

风口是AOD精炼炉内衬中最容易损坏的部位，因此，通常采用高纯直接结合镁铬砖和再结合镁铬砖以及性能优良的镁钙砖。近年来开发的镁锆砖，通过在高纯镁砂中添加适量的氧化锆，利用氧化锆的晶型转变以及高线膨胀率进行增韧，具有很高的抗热冲击性能。

 

4 VOD用镁质耐火材料

　　

VOD主要由精炼钢包、真空罐、加料系统、氧枪系统、测温取样系统、真空系统以及底吹搅拌等系统组成。

　　

VOD精炼的工艺特点：

　　

(1) 温度高：一般精炼温度为1640℃~1750℃，最高可达1800℃;

　　

(2) 炉渣组成变化大：炉渣碱度从酸性至碱性变化范围大，一般为0.5~1.6，低时可达0.3;

　　

(3) 搅拌强烈：由于吹氧脱碳产生大量气体，加之底吹氩气，因此，钢水搅拌剧烈;

　　

(4) 真空操作：真空度高达133.32Pa。

　　

由于上述工艺特点，一般要求精炼钢包用耐火材料必须满足下列要求：

　　

(1) 高温真空条件下稳定性好;

　　

(2) 抗渣浸透和侵蚀性能好;

　　

(3) 抗热震性能优良。

　　

根据VOD炉的工艺特点以及对耐火材料的要求，VOD炉衬主要用镁铬砖或镁钙砖。表1示出了几种常用的VOD内衬用镁质耐火材料及其性能。

　　

为了进一步提高VOD炉渣线部位的抗渣侵蚀性能，开发了镁钙碳系耐火制品。表2示出了镁白云石碳砖的性能。

 

　　

使用上述镁白云石碳砖，有效地抑制了炉渣的浸透，提高了耐火材料的使用寿命，而且，在使用过程中没有出现钢水增碳现象。

　　

另外，为了提高VOD炉侧壁的使用寿命，使用了刚玉-尖晶石质浇注料。通过提高浇注料中的MgO含量，可以使其抗渣侵性能提高4倍。表3示出了刚玉-尖晶石质浇注料的理化性能。