AOD炉生产工艺对耐火材料内衬的影响因素

　　AOD炉用耐火材料的寿命直接影响AOD炉炉龄，同样，AOD生产工艺也对耐火材料炉衬寿命有一定的影响，对其生产成本的影响也很大。

 

 

　　因为气体强烈的搅拌作用和各期操作温度的变化以及侧吹工艺等原因，所以对炉耐火材料的熔损比较严重。因此，AOD炉的耐火材料寿命比较低。20世纪70年代的一般耐火材料寿命仅为50次左右，80年代一般达到300次以下。90年代新日铁光制钢工厂60tAOD炉创造了504次的高纪录。AOD炉炉衬材料占整个操作费用的14％(氩气20.4％、硅铁30％、石灰9.3％、氮气5.0％、氧气3.5％、其他14.3％)，甚至到30％，所以世界各国都在为提高耐火材料寿命进行大量的研究。实际结果表明，耐火材料和冶炼工艺对耐火材料寿命的影响是同等重要的。特别是要取得高的耐火材料寿命，冶炼工艺的改进是决定性的。目前，耐火砖的消耗一般为7.9kg／t，好的已达到2kg／t。

　　

　　为了提高耐火材料寿命，采取两个对应的措施。个措施是针对风口区和渣线区熔损速度较快的区域加大耐火材料的厚度。这一措施目前有两种形式，一种是风口区衬砖加厚的渐缩式，另一种是在风口区衬砖加厚成非对称式的圆锥形。这一措施已得到广泛采用，对提高耐火材料整体寿命发挥着重要作用。第二个措施是针对风口区耐火材料熔损速度快的情况采用好的耐火材料。这一区域的耐火砖普遍采用的是直接结合和再结合的镁铬砖。改进的主要内容是提高Cr203含量，从24.9％提高到35.6％，并使熔剂含量由7.1％降到5.2％。改进后的结果，整体耐火材料寿命从150炉提高到了200炉以上。

　　

　　炉的耐火材料寿命是由设备参数和冶炼工艺诸多因素所决定的。冶炼工艺同样对炉衬寿命有重要影响，而且其影响因素也是多方面的。在这些因素中哪个因素如果得到稳定控制，对于耐火材料寿命的效果都是显著的。近新13铁光制钢厂进一步改进了工艺，使耐火材料寿命从395次提高到504次。项措施是减少钢包的散热以降低AOD炉出钢温度。为了减少钢包的散热，过去已采取的措施是钢包加盖和强化钢包的烘烤。当时的钢包钢液温度为1620℃。新的改进是钢包的内衬材料改为压力成形的陶瓷纤维(特性是弯曲强度为.029Pa、抗压强度为0.069Pa、热导率(800℃)0.128W／(m·K)组成；66％SiO2、％Al2O3)，结果使钢包钢液温度降低10℃。第二项措施是降低电炉钢液中的硅含量。

　　

　　从0.4％降到0.3％。过去为了还原渣中的Cr203添加的硅铁往往是过量的添加，致使钢中的硅含量偏高，且不稳定。为了更地添加Fe—Si，他们自制了一个对炉渣用磁力测定Cr203含量的简易装置，调整Fe-Si加入量。第三项措施是防止脱碳期的炉渣碱度降低的措施。过去在氧化期中后期添加CaO、MgO控制炉渣碱度，改进后CaO、MgO的添加时期为中前期，结果脱碳期炉渣碱度波动范围减小了0.5。由于脱碳期炉渣碱度低值提高了0.5，对耐火材料寿命的提高发挥了重要作用。

　　

　　另外，影响AOD炉炉衬材料寿命的其他冶炼工艺因素还有：(1)降低脱碳期钢液温度，特别是在1700℃以上，每升高50℃，耐火材料消耗增大1～2倍。为此应采取合理的脱碳工艺，对于单渣法冶炼应在脱碳期添加清洁的原钢种冷却料，6kg／t的添加量约可降温10℃，高添加量为出钢量的20％。(2)缩短冶炼时间。(3)采用喷补76％MgO的喷补料。

　　

　　AOD炉所用的耐火材料主要有两种类型，

　　一种为镁铬质耐火材料，另一种为白云石质耐火材料，目前已有向白云石质耐火材料发展的趋势。出钢口多采用白云石砖或镁铝炭砖;炉身和炉底采用烧成白云石砖或树脂结合白云石砖;上部采用烧成白云石砖或树脂结合白云石砖;渣线以烧成镁质白云石砖为主;风口采用含锆烧成镁质白云石砖;散装料以白云石质捣打料或水泥结合镁质捣打料为主。

　　

　　AOD炉采用的耐火材料有镁铬砖、镁白云石砖或白云石砖，以及耐火混凝土捣打料等。镁铬砖中含有较多量的方镁石尖晶石相，硅酸盐孤立地存在于间隙之中，因此组织结构稳定、致密，并能抵抗酸碱性熔渣的侵蚀，在AOD炉中使用效果较好；镁白云石砖具有优良的抗酸碱熔渣性能，抗热震性好，不被还原剂还原，而且来源广泛，价格便宜，应用较多；白云石砖在低碱性渣中，氧化硅能与耐火材料中的CaO作用，生成高熔点的硅酸二钙，凝聚在砖的表面，可保护炉衬。该耐火材料还具有较好的高温塑性，可以缓冲热应力的作用，减少砖衬的裂缝或剥落。