高铝砖对钢包脱气装置渣线部位耐火材料使用寿命的影响,ASEA-SKF法的工艺操作主要包括真空脱气、电弧加热、造渣脱硫、吹氧脱碳、添加合金料和取样等工序,其先后顺序应。ASEA-SKF法用的钢包,其衬里工作层分为高铝砖、碱性砖或两者综合砌筑等三种形式。包衬其余部位工作衬用烧成高铝砖,使用寿命为40~42次。
ASEA-SKF法是由电磁(或氩气)搅拌真空脱气和常压下电弧加热等系统组成的,其构造如下图所示。钢包是该装置的核心设备,外形呈圆筒状,钢包壁稍高,便于安装搅拌器,为避免由于电流感应而发热,钢包壳需用非磁性钢板制作。吹氩搅拌与电磁搅拌,可以单独使用,也可以联合使用。生产实践证明,前者脱气和排除杂质的效果比后者好,所以目前发展了一些不带电磁揽拌的装置。另外,该装置能进行造渣精炼,在真空罩上安设氧枪,也能进行吹氧脱碳处理。总之,ASEA-SKE法能进行多功能的精炼处理,可生产各种不锈钢、高速钢和高合金工具钢等,但设备投资较大,维修费用较高。

ASEA-SKF法的工艺操作主要包括真空脱气、电弧加热、造渣脱硫、吹氧脱碳、添加合金料和取样等工序,其先后顺序应。根据冶炼钢种和设备条件的不同,合理安排,有时还可进行两次加热。整个精炼过程,钢水在钢包中环流速度较大,停留时间较长,普通钢一般为1.5~2.0小时,合金钢为2~3小时,而且使用后钢包不保温。因此,包衬受钢水的机械冲刷、化学侵蚀和热应力的作用,比其它装置更恶劣,使用寿命较低。
ASEA-SKF法用的钢包,其衬里工作层分为高铝砖、碱性砖或两者综合砌筑等三种形式。日本川崎钢铁公司水岛厂在100吨钢包渣线部位上,采用MgO含量为97%的镁砖砌筑时,使用寿命仅为3次;用Al2O3含量为90%的高铝砖作衬里时,使用寿命为4~5次;当用镁白云石砖或直接结合镁铬砖砌筑时,使用寿命分别为7~9次和15~18次。包衬其余部位工作衬用烧成高铝砖,使用寿命为40~42次。另一厂50吨钢包渣线部位采用直接结合、再结合或半再结合的镁铬砖砌筑,使用寿命一般为18~20次,其余部位用不烧高铝砖作工作衬,其寿命为50次左右。
英国各厂ASEA-SKF法的操作条件及钢包衬使用情况,列于下表。从表中看出,钢包衬使用寿命与砖的品种、终渣碱度和每周使用次数等因素有关。当冶炼低铬钢时,应选用镁砖而不用镁铬砖,以减少铬的带入。在钢包衬材质的选择合理和终渣碱度的控制得当时,渣线部位碱性砖衬的使用寿命,可由10次提高到20次,每小时侵蚀量则由3.5~5.5毫米降至2~4毫米。

瑞典奥克吕松德钢铁厂ASEA-SKF法钢包衬里的使用寿命。真空操作时为14次,非真空时为18次,耐火材料单耗为1~3公斤/吨钢。博福尔斯厂50吨钢包衬工作层,采用Al2O3含量为85%的高铝砖砌筑,在中性渣操作的情况下,渣线部位的寿命为8次,其余部位的为35次;当高碱性渣脱硫操作时,渣线部位用MgO含量为96%的镁砖代替高铝砖作工作衬,使用寿命为7次,其余部位工作衬用高铝转,使用寿命仅为26次。这就是说,在真空和高碱性渣的条件下,钢包衬的使用寿命有所降低。
我国ASEA-SKF法用的50吨钢包,渣线部位用再结合镁铬砖和浸渍烧成镁白云石砖作工作衬,此寿命分别为16次和大于17次;在15/30电钢包渣线部位,采用电熔镁砖砌筑,终渣碱度为5.07,使用寿命达到25~30次,效果十分满意。

上表为各国ASEA-SKF法钢包渣线部位用砖的性能。

美英两国ASEA-SKF法钢包的典型衬里如上图所示。渣线部位普遍采用镁铬砖或镁砖砌筑,其余工作衬多数用高铝砖。英国钢包渣线以上部位用铁壳化学结合镁砖,使用过程中形成整体,拆修渣线部位时不致脱落。永久衬一般用普通高铝砖或高铝质耐火浇注料,但渣线区和热点部位仍用普通碱性砖,以便安全生产。
ASEA-SKF法钢包衬的总厚度一般为230毫米,其中工作衬厚度为150毫米。包衬太厚会降低电磁搅拌效果,太薄又影响使用寿命,增加维修费用。
钢包砖过去为楔形的,尺寸为230x150x(64,76)毫米,一般采用立砌。现在普遍用扇形砖,平彻,结构稳定,垂直缝减少,能抗渣侵和钢水的冲刷。该砖高100毫米,厚150毫米,内面长200毫米,外弧长根据钢包容量的大小而定。生产钢包砖时,尺寸必须准确,以保证砌筑质量和提高使用寿命。
砌筑钢包衬时,靠钢包壳先铺一层耐火纤维毡或轻质片砖,然后砌永久衬。工作衬砌筑,一般采用湿法,火泥成分应与砖的材质基本相同。200吨以下的钢包工作衬只留垂直膨胀缝,一般不留环形膨胀缝,因为砌筑火泥足以调节其膨胀。同时,砌到钢包口下沿留20~40毫米的间隙,并用火泥或散状料填充,以补偿垂直方间的膨胀。有的厂家在钢包永久村与工作衬之间采用耐火捣打料捣制火层,厚度为10~25毫米,可起隔热作用,也能缓冲环形方向的膨胀。但施工较困难,不易推广。
目前,ASEA-SKF法钢包渣线部位用镁铬砖、镁砖或镁碳砖砌筑,由于砖的质量提高、冶炼操作制度完善和采用热喷补等,一般使用寿命为20次左右,其余部位用高铝砖作工作衬,使用寿命为40~50次;永久衬一般用普通高铝砖或高铝质耐火浇注料,寿命为150~300次。耐火材料单耗从8~11公斤/吨钢降低到4.5~7.0公斤/吨钢。





