彌散式和狹縫式透氣磚在首鋼京唐鋼包中的試驗對比

2018-01-17 06:55:01盧家凱崔慶陽

河南冶金 2017年6期

盧家凱崔慶陽

(1. 首鋼京唐鋼鐵聯(lián)合有限責(zé)任公司； 2. 洛陽利爾耐火材料有限公司)

0 前言

狹縫式透氣磚在使用的過程中容易產(chǎn)生斷磚、狹縫夾鋼等現(xiàn)象，造成鋼包吹開率低，為保證透氣磚下次使用過程中的透氣性，需要每次對透氣磚進(jìn)行燒氧，將其工作面的殘鋼和殘渣進(jìn)行清理，工人勞動強(qiáng)度大。

彌散式透氣磚在使用過程中，其透氣通道中不會產(chǎn)生夾鋼或透氣磚產(chǎn)生斷磚等現(xiàn)象；可在不需要進(jìn)行燒氧的前提下，具有優(yōu)良透氣性；彌散式透氣磚在精煉吹氬過程中，相對于狹縫式透氣磚所吹出的氣泡具有直徑小、數(shù)量多的特點(diǎn)，具有優(yōu)良的去夾雜效果[1]。

開發(fā)研究質(zhì)量穩(wěn)定，透氣性能優(yōu)良，長壽命的彌散式透氣磚，是鋼包用透氣磚的發(fā)展趨勢。

1 首鋼京唐現(xiàn)場工況條件及試驗準(zhǔn)備

首鋼京唐鋼包容量為300 t，主要冶煉鋼種產(chǎn)品為碳素結(jié)構(gòu)鋼、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼、低合金結(jié)構(gòu)鋼、造船用鋼、橋梁用鋼、管線用鋼、汽車結(jié)構(gòu)用鋼、超微細(xì)晶粒高強(qiáng)鋼等。轉(zhuǎn)爐出鋼溫度為1 550 ℃～1 650 ℃左右，精煉設(shè)備有LF、RH和CAS精煉爐，鋼包精煉過程中吹氬氣時間為20 min ～60 min；狹縫式透氣磚的使用次數(shù)為24～26次，殘磚高度為200 mm左右。

將彌散式透氣磚制作成為整體式透氣磚，在首鋼京唐鋼包上進(jìn)行試驗，以正常工藝砌筑。

2 狹縫式和彌散式透氣磚的對比

2.1 狹縫式和彌散式透氣磚的設(shè)計

狹縫式透氣磚和彌散式透氣磚的設(shè)計分別如圖1、圖2所示。狹縫式透氣磚以其中的狹縫為透氣通道；彌散式透氣磚以彌散透氣塊中的顯氣孔為透氣通道。

圖1狹縫式透氣磚

圖2彌散式透氣磚

2.2 狹縫式和彌散式透氣磚的生產(chǎn)

所采用的狹縫式透氣磚和彌散式透氣磚均為鉻剛玉尖晶石質(zhì)，生產(chǎn)所需主要原料和生產(chǎn)過程式分別見表1、表2。

表1 狹縫式、彌散式透氣磚的生產(chǎn)原料

表2 狹縫式、彌散式透氣磚的生產(chǎn)過程

注：×—在生產(chǎn)過程中無此工藝過程；√—在生產(chǎn)過程中含此工藝過程。

2.3 狹縫式和彌散式透氣磚的性能對比

對狹縫式和彌散式透氣磚的性能進(jìn)行了對比，具體結(jié)果見表3。

表3 狹縫式、彌散式透氣磚的理化指標(biāo)

注：狹縫式透氣磚為36條狹縫。

從表3可以看出，彌散式透氣磚相對于狹縫式透氣磚，其理化指標(biāo)具有以下特點(diǎn)：(1)體積密度較小，顯氣孔率較大；(2)常溫耐壓強(qiáng)度較低；(3)在同等使用條件下，透氣量相對較小。

3 試驗應(yīng)用

3.1 透氣磚在精煉過程中的試驗應(yīng)用

狹縫式和彌散式透氣磚所砌筑鋼包經(jīng)烘烤后進(jìn)行試驗，通過現(xiàn)場試驗對比狹縫式和彌散式透氣磚的使用情況，具體結(jié)果分別見表4、表5。

表4 CAS精煉過程中狹縫式和彌散式透氣磚的透氣情況對比

表5 LF精煉過程中狹縫式和彌散式透氣磚的透氣情況對比

從表4、表5可以看出，在正常精煉過程中，彌散式透氣磚在底吹壓力相對于狹縫式透氣磚較低的情況下，流量相對較大，說明彌散式透氣磚在精煉過程中透氣性優(yōu)良。此外，彌散式透氣磚透氣通道中沒有夾鋼，而狹縫式透氣磚狹縫中有較多夾鋼且容易斷磚，這也可能是造成部分狹縫透氣磚透氣性差，流量相對較小的主要原因。

從試驗效果整體來看，彌散式透氣磚在使用過程中無任何不良現(xiàn)象，在接鋼、精煉過程中透氣性能良好。

3.2 鋼包熱修過程中的操作方法

因狹縫式透氣磚在使用過程中，工作面容易產(chǎn)生斷層、透氣磚通道產(chǎn)生夾鋼等問題，為了保證透氣磚在下一周期使用過程中的透氣量，需對透氣磚進(jìn)行燒氧操作。而彌散式透氣磚在熱修過程中不需要燒氧操作，主要原因有以下兩點(diǎn)：(1)透氣通道不會產(chǎn)生夾鋼，只是在透氣磚工作面覆蓋有殘鋼、殘渣；(2)首鋼京唐現(xiàn)場鋼包有鋼包蓋，鋼包內(nèi)保溫性能較好，當(dāng)鋼包接鋼時，透氣磚工作面未完全凝固的殘鋼、殘渣碰觸到鋼液迅速熔化，從而保證彌散式透氣磚的透氣性。

彌散式透氣磚在試驗期間，鋼包接鋼過程中采取以下方式進(jìn)行操作：彌散式透氣磚試驗鋼包在轉(zhuǎn)爐接鋼前，需要鋼水進(jìn)入到鋼包內(nèi)部后，鋼水將透氣磚工作面上的殘鋼熔化后，再打開透氣磚底吹氬氣，才能保證透氣磚盡快吹通，避免了提前打開透氣磚底吹氬氣，會將透氣磚表面殘鋼、殘渣冷凝，從而影響彌散式透氣磚的吹開率。