強化耐材技術研究促進煉鋼技術進步

馮啟超

DOI：10.16661/j.cnki.1672-3791.2017.30.105

摘 要：優質耐材技術的應用，能夠有效減少資料的利用率，能夠減少二氧化碳的排放量，在促進鋼鐵技術提升方面具有重要的作用和深遠的影響。本文正是在此時代背景下，就耐材技術的應用進行分析，希望可以為煉鋼技術的進步提供借鑒。

關鍵詞：耐材技術 煉鋼技術 研究分析

中圖分類號：TF7 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）10（c）-0105-02

1 耐材研究現狀

耐材的應用是提升煉鋼技術的重要支撐，也是煉鋼產業予以發展的重要條件。在20世紀80年代對于耐材的研究便已經予以展開，尤其在冶金方面，堅持產供研聯合攻關，有效提升了耐材的應用范疇，以及科研水平。我國在經歷過二十年的煉鋼發展滯后，已經成為世界范圍內重要的煉鋼大國，在耐材方面的研究也堅持與時俱進，讓耐材的應用與煉鋼技術的提升并駕齊驅，不僅有效提升了我國煉鋼水平，而且讓我國的經濟水平因為耐材和煉鋼技術的提升而不斷發展。耐材與我國的鋼鐵事業息息相關，尤其需要予以高度重視。

2 轉爐耐材

2.1 轉爐爐齡管理

在轉爐煉鋼工藝中，轉爐復吹工藝技術屬于核心技術范疇。通過利用該技術，能夠有效減少冶煉時間，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的不斷開發與使用，使轉爐底吹技術的要求更加深化。通過大量的生產實踐，可以得出，在轉爐復吹冶煉技術功能方面，裸露底吹風口起著關鍵性作用，應當加大力度不斷延長轉爐底吹的有效使用時間。

2.2 轉爐底吹風口裸露與爐底厚度的關系

從總體狀況來說，爐齡一旦達到2000爐，爐底厚度的波動就會加大，底吹風口“裸露”不穩定性因素就會增多。主要表現為以下4種。

第一，風口裸露面積比較大，并且凹凸起伏，表面不會出現渣層狀況。

第二，風口處于優良狀態，表面被渣層覆蓋。

第三，風口狀態不明確，表面被渣層覆蓋。

第四，風口未出現裸露情況，表面被渣層覆蓋，風口與爐底結合在一起。

綜合以上4種狀態，可以得出，爐底厚度的明顯波動，將爐渣對風口裸露地影響直接表現出來。關于爐底厚度的控制目標方面，在前期2000爐時，應當高于800mm；在中期2000～4000爐時，其范圍為600～800mm；在后期大于4000爐時，其范圍為400～700mm。

2.3 底吹風口用耐火材料

定向多孔型透氣磚屬于轉爐底吹風口磚，在國內外得到普遍應用。關于定向多孔型透氣磚的設計理念，所選擇的金屬管徑與管數應與之適宜，氣源壓力范圍值需要滿足工藝要求的最大攪拌強度和最小攪拌強度，并避免鋼水倒灌情況的發生。

對于工藝設計與制作而言，則需要根據煉鋼工藝來對鋼液的溫度、金屬管個數、底吹氣體流量、爐渣成分等予以進一步確定，其標準為保證各金屬氣管上形成蘑菇頭，保證焊接質量和成型質量。

2.4 轉爐熱補用耐火材料

應當不斷加快綠色環保傳統的研究與應用，用無碳自流熱補料來取代傳統的碳質熱補料，加快清潔生產的推動工作，實現經濟效益、環境效益與社會效益的和諧發展。

3 RH精煉爐用耐火材料

3.1 中上部槽無鉻化材質選擇和工業應用實績

經過部分工業試驗的開展，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，其高溫抗折強度高于6MPa，抗熱震性方面，能夠達到3次以上。比如寶鋼集團在3#RH爐與5#RH爐中，對該鎂尖晶石磚已經開始批量化使用，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。由此可以發現，與鎂鉻質相比較，鎂尖晶石質中上部槽使用時間已經等同于甚至高于其水平。

3.2 下部槽、環流管、浸漬管的無鉻材質配置

在選擇下部槽無鉻磚的過程中，應當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，也應當充分保證上部槽的抗渣性能。關于材質方面，對于下部熔池位置處，應當選擇剛玉—尖晶石預制塊，在上部位置處，應當與中部槽一致，運用鎂尖晶石磚，進而取得優良的冶煉使用效果。關于環流管與浸漬管方面，應當選擇剛玉-尖晶石澆注料，進行系統、全面的澆注。在此方面則需要結合不同的部位的損毀形式來進行耐火材料的性能優化選擇。

4 鋼包用耐火材料

4.1 優化鋼包結構，提高鋼包熱狀態

工作層與永久層共同構成鋼包內襯，由于視包底與包壁蝕損機制不同，所運用的材質體系與施工方式也就有所不同。

在包底永久層中，運用高鋁澆注料，在包壁永久層中，運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，其耐火材料應當選擇剛玉澆注料，該材料荷軟比較高，蠕變比較低，抗熱震性能比較優良。在包底沖擊區位置處，應當運用大型預制塊砌筑，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，應當運用鎂碳磚來進行修葺，在將膨脹縫預留出的同時，也有利于拆除與修建工作的開展。

在鋼包渣線位置處，應當選擇鎂碳磚，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、強度比較高、耐侵蝕性比較強、磨損率比較低等，有助于包齡的明顯提升。關于鋼包永久層方面，選擇高鋁質澆注料，有利于保溫性能與抗侵蝕性能的提升，對鋼水滲透起到很好的阻攔作用，提高生產的安全性。

4.2 鋼包內襯維護

在鋼包工作層中，熔損變化比較突出，鋼種成分、傳擱時間、出鋼溫度以及精煉方法等各方面，都對其有著重要影響。在利用傳統修補方法的前提下，開展了濕法噴涂的研究與實驗。通過利用濕法噴補修補，能夠將修補區域與包壁緊密結合起來，在使用過程中，能夠有效避免剝落與掉落情況的發生，為品種鋼的研發做出了重要貢獻。

5 連鑄用耐火材料

20世紀90年代初期，伴隨著科學技術的不斷進步與發展，開始了純凈鋼冶煉技術的研發工作。在研究純凈鋼生產單項技術的前提，開展了鋼種聯動實驗，以X系列管線鋼與超低碳IF鋼作為實驗對象，研究出了管線鋼和IF鋼的生產與管理技術，提高了純凈鋼綜合控制水平，有利于產品競爭力的提升。關于中間包耐火材料方面，充分開展全堿性耐火材料的研發工作，這些材料主要包括：堿性過濾器、鎂鈣涂料等等。在2010年，品種鋼的生產數量明顯增多，生產增幅高達65.3%，2011年，品種鋼的生產數量仍然在持續增加，所以，對連鑄耐火材料的使用與作用，提出了更高要求，其主要表現在以下兩個方面：

第一，關于連鑄中間包耐火材料運用的穩定性能方面，應當使其據悉保持不變。

第二，關于耐火材料的作用方面，應當深入改良，為品種鋼生產質量提供重要保證。

6 結語

耐材技術的深入研究與探索在促進煉鋼技術進步方面發揮著無法替代的重要作用，其所產生的社會影響也更為深遠。相關單位還需要就其技術的更好發展與應用予以深入探索，讓其成為煉鋼技術的重要支撐，讓我國鋼鐵產生實現可持續發展。

參考文獻

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