強(qiáng)化耐材技術(shù)研究促進(jìn)煉鋼技術(shù)進(jìn)步

馮啟超

DOI：10.16661/j.cnki.1672-3791.2017.30.105

摘 要：優(yōu)質(zhì)耐材技術(shù)的應(yīng)用，能夠有效減少資料的利用率，能夠減少二氧化碳的排放量，在促進(jìn)鋼鐵技術(shù)提升方面具有重要的作用和深遠(yuǎn)的影響。本文正是在此時(shí)代背景下，就耐材技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行分析，希望可以為煉鋼技術(shù)的進(jìn)步提供借鑒。

關(guān)鍵詞：耐材技術(shù) 煉鋼技術(shù) 研究分析

中圖分類號(hào)：TF7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2017）10（c）-0105-02

1 耐材研究現(xiàn)狀

耐材的應(yīng)用是提升煉鋼技術(shù)的重要支撐，也是煉鋼產(chǎn)業(yè)予以發(fā)展的重要條件。在20世紀(jì)80年代對(duì)于耐材的研究便已經(jīng)予以展開，尤其在冶金方面，堅(jiān)持產(chǎn)供研聯(lián)合攻關(guān)，有效提升了耐材的應(yīng)用范疇，以及科研水平。我國(guó)在經(jīng)歷過二十年的煉鋼發(fā)展滯后，已經(jīng)成為世界范圍內(nèi)重要的煉鋼大國(guó)，在耐材方面的研究也堅(jiān)持與時(shí)俱進(jìn)，讓耐材的應(yīng)用與煉鋼技術(shù)的提升并駕齊驅(qū)，不僅有效提升了我國(guó)煉鋼水平，而且讓我國(guó)的經(jīng)濟(jì)水平因?yàn)槟筒暮蜔掍摷夹g(shù)的提升而不斷發(fā)展。耐材與我國(guó)的鋼鐵事業(yè)息息相關(guān)，尤其需要予以高度重視。

2 轉(zhuǎn)爐耐材

2.1 轉(zhuǎn)爐爐齡管理

在轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝中，轉(zhuǎn)爐復(fù)吹工藝技術(shù)屬于核心技術(shù)范疇。通過利用該技術(shù)，能夠有效減少冶煉時(shí)間，使金屬收得率得到顯著提升，明顯改善鋼鐵溫度和成分的均勻度。伴隨著純凈鋼與電工鋼等鋼種冶煉技術(shù)的不斷開發(fā)與使用，使轉(zhuǎn)爐底吹技術(shù)的要求更加深化。通過大量的生產(chǎn)實(shí)踐，可以得出，在轉(zhuǎn)爐復(fù)吹冶煉技術(shù)功能方面，裸露底吹風(fēng)口起著關(guān)鍵性作用，應(yīng)當(dāng)加大力度不斷延長(zhǎng)轉(zhuǎn)爐底吹的有效使用時(shí)間。

2.2 轉(zhuǎn)爐底吹風(fēng)口裸露與爐底厚度的關(guān)系

從總體狀況來說，爐齡一旦達(dá)到2000爐，爐底厚度的波動(dòng)就會(huì)加大，底吹風(fēng)口“裸露”不穩(wěn)定性因素就會(huì)增多。主要表現(xiàn)為以下4種。

第一，風(fēng)口裸露面積比較大，并且凹凸起伏，表面不會(huì)出現(xiàn)渣層狀況。

第二，風(fēng)口處于優(yōu)良狀態(tài)，表面被渣層覆蓋。

第三，風(fēng)口狀態(tài)不明確，表面被渣層覆蓋。

第四，風(fēng)口未出現(xiàn)裸露情況，表面被渣層覆蓋，風(fēng)口與爐底結(jié)合在一起。

綜合以上4種狀態(tài)，可以得出，爐底厚度的明顯波動(dòng)，將爐渣對(duì)風(fēng)口裸露地影響直接表現(xiàn)出來。關(guān)于爐底厚度的控制目標(biāo)方面，在前期2000爐時(shí)，應(yīng)當(dāng)高于800mm；在中期2000～4000爐時(shí)，其范圍為600～800mm；在后期大于4000爐時(shí)，其范圍為400～700mm。

2.3 底吹風(fēng)口用耐火材料

定向多孔型透氣磚屬于轉(zhuǎn)爐底吹風(fēng)口磚，在國(guó)內(nèi)外得到普遍應(yīng)用。關(guān)于定向多孔型透氣磚的設(shè)計(jì)理念，所選擇的金屬管徑與管數(shù)應(yīng)與之適宜，氣源壓力范圍值需要滿足工藝要求的最大攪拌強(qiáng)度和最小攪拌強(qiáng)度，并避免鋼水倒灌情況的發(fā)生。

對(duì)于工藝設(shè)計(jì)與制作而言，則需要根據(jù)煉鋼工藝來對(duì)鋼液的溫度、金屬管個(gè)數(shù)、底吹氣體流量、爐渣成分等予以進(jìn)一步確定，其標(biāo)準(zhǔn)為保證各金屬氣管上形成蘑菇頭，保證焊接質(zhì)量和成型質(zhì)量。

2.4 轉(zhuǎn)爐熱補(bǔ)用耐火材料

應(yīng)當(dāng)不斷加快綠色環(huán)保傳統(tǒng)的研究與應(yīng)用，用無碳自流熱補(bǔ)料來取代傳統(tǒng)的碳質(zhì)熱補(bǔ)料，加快清潔生產(chǎn)的推動(dòng)工作，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益與社會(huì)效益的和諧發(fā)展。

3 RH精煉爐用耐火材料

3.1 中上部槽無鉻化材質(zhì)選擇和工業(yè)應(yīng)用實(shí)績(jī)

經(jīng)過部分工業(yè)試驗(yàn)的開展，在RH爐中上部槽位置處，使用（MgO+Al2O3）>95%的鎂尖晶石磚效果較好，其高溫抗折強(qiáng)度高于6MPa，抗熱震性方面，能夠達(dá)到3次以上。比如寶鋼集團(tuán)在3#RH爐與5#RH爐中，對(duì)該鎂尖晶石磚已經(jīng)開始批量化使用，使用比例分別為60%與40%，在使用過程中，其抗渣侵蝕性與抗剝落性與鎂硌磚不相上下。2013年1月到2014年6月，關(guān)于上中部槽平均槽齡方面，3#RH爐無鉻分別為1089與560爐，而鎂鉻磚則為1021與530爐；5#RH爐無鉻分別為1693與846爐，而鎂鉻磚則為1631與814爐。由此可以發(fā)現(xiàn)，與鎂鉻質(zhì)相比較，鎂尖晶石質(zhì)中上部槽使用時(shí)間已經(jīng)等同于甚至高于其水平。

3.2 下部槽、環(huán)流管、浸漬管的無鉻材質(zhì)配置

在選擇下部槽無鉻磚的過程中，應(yīng)當(dāng)使下部熔池的抗沖刷性能與抗熱震性能，得到充分保證的同時(shí)，也應(yīng)當(dāng)充分保證上部槽的抗渣性能。關(guān)于材質(zhì)方面，對(duì)于下部熔池位置處，應(yīng)當(dāng)選擇剛玉—尖晶石預(yù)制塊，在上部位置處，應(yīng)當(dāng)與中部槽一致，運(yùn)用鎂尖晶石磚，進(jìn)而取得優(yōu)良的冶煉使用效果。關(guān)于環(huán)流管與浸漬管方面，應(yīng)當(dāng)選擇剛玉-尖晶石澆注料，進(jìn)行系統(tǒng)、全面的澆注。在此方面則需要結(jié)合不同的部位的損毀形式來進(jìn)行耐火材料的性能優(yōu)化選擇。

4 鋼包用耐火材料

4.1 優(yōu)化鋼包結(jié)構(gòu)，提高鋼包熱狀態(tài)

工作層與永久層共同構(gòu)成鋼包內(nèi)襯，由于視包底與包壁蝕損機(jī)制不同，所運(yùn)用的材質(zhì)體系與施工方式也就有所不同。

在包底永久層中，運(yùn)用高鋁澆注料，在包壁永久層中，運(yùn)用高鋁澆注料或者磚砌。

在包底工作層中，鋼水沖擊和靜壓力比較大，其耐火材料應(yīng)當(dāng)選擇剛玉澆注料，該材料荷軟比較高，蠕變比較低，抗熱震性能比較優(yōu)良。在包底沖擊區(qū)位置處，應(yīng)當(dāng)運(yùn)用大型預(yù)制塊砌筑，有利于包底抗沖刷性的提升。在透氣磚座磚與水口座磚周圍位置處，應(yīng)當(dāng)運(yùn)用鎂碳磚來進(jìn)行修葺，在將膨脹縫預(yù)留出的同時(shí)，也有利于拆除與修建工作的開展。

在鋼包渣線位置處，應(yīng)當(dāng)選擇鎂碳磚，由于爐渣侵蝕和電弧脫碳作用，該材料抗氧化性與抗侵蝕性能比較突出。

在鋼包工作層方面，許多廠家都選擇鋁鎂尖晶石澆注料，該材料密度比較大、強(qiáng)度比較高、耐侵蝕性比較強(qiáng)、磨損率比較低等，有助于包齡的明顯提升。關(guān)于鋼包永久層方面，選擇高鋁質(zhì)澆注料，有利于保溫性能與抗侵蝕性能的提升，對(duì)鋼水滲透起到很好的阻攔作用，提高生產(chǎn)的安全性。

4.2 鋼包內(nèi)襯維護(hù)

在鋼包工作層中，熔損變化比較突出，鋼種成分、傳擱時(shí)間、出鋼溫度以及精煉方法等各方面，都對(duì)其有著重要影響。在利用傳統(tǒng)修補(bǔ)方法的前提下，開展了濕法噴涂的研究與實(shí)驗(yàn)。通過利用濕法噴補(bǔ)修補(bǔ)，能夠?qū)⑿扪a(bǔ)區(qū)域與包壁緊密結(jié)合起來，在使用過程中，能夠有效避免剝落與掉落情況的發(fā)生，為品種鋼的研發(fā)做出了重要貢獻(xiàn)。

5 連鑄用耐火材料

20世紀(jì)90年代初期，伴隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步與發(fā)展，開始了純凈鋼冶煉技術(shù)的研發(fā)工作。在研究純凈鋼生產(chǎn)單項(xiàng)技術(shù)的前提，開展了鋼種聯(lián)動(dòng)實(shí)驗(yàn)，以X系列管線鋼與超低碳IF鋼作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，研究出了管線鋼和IF鋼的生產(chǎn)與管理技術(shù)，提高了純凈鋼綜合控制水平，有利于產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力的提升。關(guān)于中間包耐火材料方面，充分開展全堿性耐火材料的研發(fā)工作，這些材料主要包括：堿性過濾器、鎂鈣涂料等等。在2010年，品種鋼的生產(chǎn)數(shù)量明顯增多，生產(chǎn)增幅高達(dá)65.3%，2011年，品種鋼的生產(chǎn)數(shù)量仍然在持續(xù)增加，所以，對(duì)連鑄耐火材料的使用與作用，提出了更高要求，其主要表現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：

第一，關(guān)于連鑄中間包耐火材料運(yùn)用的穩(wěn)定性能方面，應(yīng)當(dāng)使其據(jù)悉保持不變。

第二，關(guān)于耐火材料的作用方面，應(yīng)當(dāng)深入改良，為品種鋼生產(chǎn)質(zhì)量提供重要保證。

6 結(jié)語(yǔ)

耐材技術(shù)的深入研究與探索在促進(jìn)煉鋼技術(shù)進(jìn)步方面發(fā)揮著無法替代的重要作用，其所產(chǎn)生的社會(huì)影響也更為深遠(yuǎn)。相關(guān)單位還需要就其技術(shù)的更好發(fā)展與應(yīng)用予以深入探索，讓其成為煉鋼技術(shù)的重要支撐，讓我國(guó)鋼鐵產(chǎn)生實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

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