强化耐材技术研究促进炼钢技术进步

冯启超

DOI：10.16661/j.cnki.1672-3791.2017.30.105

摘 要：优质耐材技术的应用，能够有效减少资料的利用率，能够减少二氧化碳的排放量，在促进钢铁技术提升方面具有重要的作用和深远的影响。本文正是在此时代背景下，就耐材技术的应用进行分析，希望可以为炼钢技术的进步提供借鉴。

关键词：耐材技术 炼钢技术 研究分析

中图分类号：TF7 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2017）10（c）-0105-02

1 耐材研究现状

耐材的应用是提升炼钢技术的重要支撑，也是炼钢产业予以发展的重要条件。在20世纪80年代对于耐材的研究便已经予以展开，尤其在冶金方面，坚持产供研联合攻关，有效提升了耐材的应用范畴，以及科研水平。我国在经历过二十年的炼钢发展滞后，已经成为世界范围内重要的炼钢大国，在耐材方面的研究也坚持与时俱进，让耐材的应用与炼钢技术的提升并驾齐驱，不仅有效提升了我国炼钢水平，而且让我国的经济水平因为耐材和炼钢技术的提升而不断发展。耐材与我国的钢铁事业息息相关，尤其需要予以高度重视。

2 转炉耐材

2.1 转炉炉龄管理

在转炉炼钢工艺中，转炉复吹工艺技术属于核心技术范畴。通过利用该技术，能够有效减少冶炼时间，使金属收得率得到显著提升，明显改善钢铁温度和成分的均匀度。伴随着纯净钢与电工钢等钢种冶炼技术的不断开发与使用，使转炉底吹技术的要求更加深化。通过大量的生产实践，可以得出，在转炉复吹冶炼技术功能方面，裸露底吹风口起着关键性作用，应当加大力度不断延长转炉底吹的有效使用时间。

2.2 转炉底吹风口裸露与炉底厚度的关系

从总体状况来说，炉龄一旦达到2000炉，炉底厚度的波动就会加大，底吹风口“裸露”不稳定性因素就会增多。主要表现为以下4种。

第一，风口裸露面积比较大，并且凹凸起伏，表面不会出现渣层状况。

第二，风口处于优良状态，表面被渣层覆盖。

第三，风口状态不明确，表面被渣层覆盖。

第四，风口未出现裸露情况，表面被渣层覆盖，风口与炉底结合在一起。

综合以上4种状态，可以得出，炉底厚度的明显波动，将炉渣对风口裸露地影响直接表现出来。关于炉底厚度的控制目标方面，在前期2000炉时，应当高于800mm；在中期2000～4000炉时，其范围为600～800mm；在后期大于4000炉时，其范围为400～700mm。

2.3 底吹风口用耐火材料

定向多孔型透气砖属于转炉底吹风口砖，在国内外得到普遍应用。关于定向多孔型透气砖的设计理念，所选择的金属管径与管数应与之适宜，气源压力范围值需要满足工艺要求的最大搅拌强度和最小搅拌强度，并避免钢水倒灌情况的发生。

对于工艺设计与制作而言，则需要根据炼钢工艺来对钢液的温度、金属管个数、底吹气体流量、炉渣成分等予以进一步确定，其标准为保证各金属气管上形成蘑菇头，保证焊接质量和成型质量。

2.4 转炉热补用耐火材料

应当不断加快绿色环保传统的研究与应用，用无碳自流热补料来取代传统的碳质热补料，加快清洁生产的推动工作，实现经济效益、环境效益與社会效益的和谐发展。

3 RH精炼炉用耐火材料

3.1 中上部槽无铬化材质选择和工业应用实绩

经过部分工业试验的开展，在RH炉中上部槽位置处，使用（MgO+Al2O3）>95%的镁尖晶石砖效果较好，其高温抗折强度高于6MPa，抗热震性方面，能够达到3次以上。比如宝钢集团在3#RH炉与5#RH炉中，对该镁尖晶石砖已经开始批量化使用，使用比例分别为60%与40%，在使用过程中，其抗渣侵蚀性与抗剥落性与镁硌砖不相上下。2013年1月到2014年6月，关于上中部槽平均槽龄方面，3#RH炉无铬分别为1089与560炉，而镁铬砖则为1021与530炉；5#RH炉无铬分别为1693与846炉，而镁铬砖则为1631与814炉。由此可以发现，与镁铬质相比较，镁尖晶石质中上部槽使用时间已经等同于甚至高于其水平。

3.2 下部槽、环流管、浸渍管的无铬材质配置

在选择下部槽无铬砖的过程中，应当使下部熔池的抗冲刷性能与抗热震性能，得到充分保证的同时，也应当充分保证上部槽的抗渣性能。关于材质方面，对于下部熔池位置处，应当选择刚玉—尖晶石预制块，在上部位置处，应当与中部槽一致，运用镁尖晶石砖，进而取得优良的冶炼使用效果。关于环流管与浸渍管方面，应当选择刚玉-尖晶石浇注料，进行系统、全面的浇注。在此方面则需要结合不同的部位的损毁形式来进行耐火材料的性能优化选择。

4 钢包用耐火材料

4.1 优化钢包结构，提高钢包热状态

工作层与永久层共同构成钢包内衬，由于视包底与包壁蚀损机制不同，所运用的材质体系与施工方式也就有所不同。

在包底永久层中，运用高铝浇注料，在包壁永久层中，运用高铝浇注料或者砖砌。

在包底工作层中，钢水冲击和静压力比较大，其耐火材料应当选择刚玉浇注料，该材料荷软比较高，蠕变比较低，抗热震性能比较优良。在包底冲击区位置处，应当运用大型预制块砌筑，有利于包底抗冲刷性的提升。在透气砖座砖与水口座砖周围位置处，应当运用镁碳砖来进行修葺，在将膨胀缝预留出的同时，也有利于拆除与修建工作的开展。

在钢包渣线位置处，应当选择镁碳砖，由于炉渣侵蚀和电弧脱碳作用，该材料抗氧化性与抗侵蚀性能比较突出。

在钢包工作层方面，许多厂家都选择铝镁尖晶石浇注料，该材料密度比较大、强度比较高、耐侵蚀性比较强、磨损率比较低等，有助于包龄的明显提升。关于钢包永久层方面，选择高铝质浇注料，有利于保温性能与抗侵蚀性能的提升，对钢水渗透起到很好的阻拦作用，提高生产的安全性。

4.2 钢包内衬维护

在钢包工作层中，熔损变化比较突出，钢种成分、传搁时间、出钢温度以及精炼方法等各方面，都对其有着重要影响。在利用传统修补方法的前提下，开展了湿法喷涂的研究与实验。通过利用湿法喷补修补，能够将修补区域与包壁紧密结合起来，在使用过程中，能够有效避免剥落与掉落情况的发生，为品种钢的研发做出了重要贡献。

5 连铸用耐火材料

20世纪90年代初期，伴随着科学技术的不断进步与发展，开始了纯净钢冶炼技术的研发工作。在研究纯净钢生产单项技术的前提，开展了钢种联动实验，以X系列管线钢与超低碳IF钢作为实验对象，研究出了管线钢和IF钢的生产与管理技术，提高了纯净钢综合控制水平，有利于产品竞争力的提升。关于中间包耐火材料方面，充分开展全碱性耐火材料的研发工作，这些材料主要包括：碱性过滤器、镁钙涂料等等。在2010年，品种钢的生产数量明显增多，生产增幅高达65.3%，2011年，品种钢的生产数量仍然在持续增加，所以，对连铸耐火材料的使用与作用，提出了更高要求，其主要表现在以下两个方面：

第一，关于连铸中间包耐火材料运用的稳定性能方面，应当使其据悉保持不变。

第二，关于耐火材料的作用方面，应当深入改良，为品种钢生产质量提供重要保证。

6 结语

耐材技术的深入研究与探索在促进炼钢技术进步方面发挥着无法替代的重要作用，其所产生的社会影响也更为深远。相关单位还需要就其技术的更好发展与应用予以深入探索，让其成为炼钢技术的重要支撑，让我国钢铁产生实现可持续发展。

参考文献

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