降低钢包耐火材料单耗对钢铁企业节约耐火材料资源、节能减排的一个重要的作用，为了实现这一目标，某钢厂在60tLF钢包上采用新的设计并盖上操作条件，得到了显著的效果。
1、根据钢包的操作条件设计镁碳砖
该钢包侵蚀速度快的主要原因是渣的碱度较低。钢包前期渣具有较高的FeO含量,使镁碳砖中的碳容易被氧化。采取措施提高渣线镁碳砖的抗氧化性,改进后渣线镁碳砖在1000℃氧化3h后,氧化脱碳层只有1mm,而改进前的MT-14A渣线镁碳砖氧化脱碳层厚度达到了5～7mm。
在钢厂的炼钢工艺中,每炉添加萤石50～60kg,这使得渣黏度较低。因此选择了能提高含萤石渣黏度的添加剂,以提高镁碳砖的使用寿命。单就提高性能来说,应该采用大结晶高纯电熔镁砂、高纯度的天然石墨以及合适的抗氧化剂和增强剂。但是,为了经济效益,也要特别关注性价比,在满足使用寿命基本要求的情况下,可选用一定量的用后镁碳砖再生料,并采用部分价格低廉的沥青改性的树脂结合剂。
根据上述分析,综合考虑使用要求和性价比,采用质量分数为66%～88%的高品质再生镁碳料为主要原料,适当配合MgO含量(w)为97%的电熔镁砂、少量-195牌号的石墨、复合添加剂和改性树脂结合剂经配料、混炼后,在630t摩擦压力机上成型,再固化制得再生镁碳砖。其理化性能见表1。由表1可知,再生镁碳砖的理化性能完全达到国家标准中镁碳砖MT-12A和MT-14A高品质产品的水平。
表1 再生镁碳砖的理化性能
再生镁碳砖的理化性能
改进后的镁碳砖应用于60tLF钢包,表现出优良的抗侵蚀、抗氧化和抗热震性。渣线寿命由改进前使用MT-14A镁碳砖的15～19次提高到24～28次,侵蚀速度由7～10mm·次-1降低到4.5～6.8mm·次-1。包壁砖使用寿命由40～50次提高到45～55次,侵蚀速度由2.5～3.5mm·次-1降低到1.2～2.4mm·次-1。
2、改善操作条件
1)添加钢包改质剂该钢厂采用了SiC脱氧剂,随着电炉下渣量和渣中FeO含量的增多,根据脱氧反应(SiC+4FeO=4Fe+SiO2+CO2)就需要用更多的SiC脱氧剂,不但导致炼钢成本增加,而且导致钢包渣中m(CaO)/m(SiO2)降低。为了降低钢包渣对炉衬的侵蚀,脱氧剂不用SiC质,而用碳含量(w)为15%的镁钙碳质钢包改质剂,其加入量与碳化硅脱氧剂基本相同,即每吨钢中加入1kg。改质剂中的CaO提高了钢包渣的碱度,使之对镁碳砖中MgO的熔蚀降低;改质剂中的MgO能提高渣中MgO的浓度,因而降低镁碳砖中MgO的溶解速度。通过镁钙碳质改质剂的试用,渣线镁碳砖的一次性使用寿命由26次提高到30次,提高了15%。
2)出钢留渣操作因为电炉末期渣FeO含量高,不但影响了原料的收得率,增加了炼钢成本,同时也导致了精炼钢包衬使用寿命的降低。通过调整氧枪和碳枪的角度和深度、强化电炉后期喷碳、改善泡沫渣等方法,减少电炉渣内FeO含量,降低渣中的氧活度,使渣钢分离(以减少下渣量)。实践证明,通过控制下渣量和渣中的FeO含量,精炼钢包的使用寿命由50次提高到60次,提高了20%。
3)改善维护制度
为了提高熔池的使用寿命,用二级高铝砖对熔池进行了贴补,即用厚度为40mm的二级高铝砖贴补到熔池,贴补砖与原衬层之间用可塑结合剂填塞和粘结。贴补后,熔池的使用寿命由60次提高到88次,提高了45%以上。
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