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钢液真空循环脱气法内衬用耐火材料
作者:超级管理员  发布时间:2022-11-29 12:14:10  点击率:392

钢液真空循环脱气法内衬用耐火材料,下RH装置的工作原理示意图。RH装置是由配有插入管即上升管和下降管的真空室和抽排气系统组成的。当钢包内的钢水进行真空脱气处理时,首先将插入管浸入钢水内,然后将真空室抽成真空,此时钢水受到相当于一个大气压的压力而被吸进真空室内。同时,从上升管下部三分之一处吹进氩气,由于湍流作用,形成大量气泡核,钢液内的气体则向氩气泡内扩散,体积成百倍地增大,导致钢液以每秒约为5米的速度像喷泉似的向真空室空间喷去。由于钢液早现雨滴状,因而增大了脱气表面积,加快了脱气的进程。脱气后的钢液汇集在真空室的底部,并以每秒1~2米的速度从下降管流回钢包。钢液如此循环或环流数次后,即完成了分批脱气的操作。

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RH法不仅能钢水进行炉外脱气,而且还能在泡炉炉内或与连铸配合使用对钢水进行脱气处理。RH装置是在高温与真空条件下工作的。真空室的中、下部内衬,经受着钢液的喷溅和环流的冲刷作用,损毁较为严重。播入管的衬体,内壁受高速气流和钢液的冲刷作用,外壁则受熔渣侵蚀急冷急热的作用,易产生热剥落,同时洁渣时还会遭受机械损伤。因此,插入管衬体的工作条件十分恶劣,是该装置的最薄弱环节。

真空循环脱气装置的内衬,初期阶段的西欧和日本普遍采用高铝砖砌筑,美、英等国家则用碱性耐火材料作内衬。目前,各国趋向于采用直接结合镁铬砖作真空室内衬,插管衬体一般用高铝质耐火捣打料或耐火浇注料,也有用碱性散状料制作的。

日本川崎钢铁公司水岛厂160RH装器真空室的内衬、采用高铝砖砌筑时的使用寿命为200~300次。当真空室中,下部采用Al2O3含量为92%的电熔氧化铝砖作内衬,并以磷酸铝耐火涂抹料作保护层,共使用寿命达到503次。后来改用高温烧成镁铬砖作内衬,砌筑方法如下图所示,并在间歇时用电阻棒加热使真空室保温,结果寿命达到1000次以上,耐火材料消耗降低到0.5公斤/吨钢。

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日本千叶85RH装置的真空室,采用烧成镁白云石砖作内衬,使用寿命为167次。1980年,日本川崎钢铁公司RH装置的内衬平均使用寿命:真空室底部和侧墙下部的内衬,不经中间修补可达300侧墙中、上部的为1800次,室顶内衬寿命超过3000次。

日本新日铁公司有10RH装置,最近还有两台投产。该公司50%的钢水,需经过RH法处理,以提高钢的质量。八幡钢铁150RH装置,真空室采用直接结合镁铬砖作内衬,平均使用寿命1977年为201次,1978年为277次,1979年为335次,最高使用寿命达到过432管上部衬体用直接结合或再结合镁铬砖砌筑,吸嘴内壁用高铝砖砌筑,外壁用优良的高铝质耐火浇注料浇灌。该管衬体的平均使用寿命1977年为58次,1978年为152次,1979年为144次,最高寿命达到过200次。下表RH装置用耐火材料的性能和使用部位。1980年,广畑厂RH装置的真空室内衬,两个炉役的使用寿命分别为784次和1214次。

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西德奥·蒂森钢铁公司集厂150吨的RH装置,采用 镁铬砖和高铝砖作内衬,真空室室顶寿命为750次,侧墙的上部和下部的内衬寿命分别为1050次和550次,室底部上升管侧的寿命为150次,下降管侧的为300次。

美国伯利恒钢厂RH装置的真空室顶部,采用Al2O3含量为96%耐火捣打料作内衬,使用寿命为125侧墙用MgO含量为96%的镁砖砌筑,使用寿命为225室底和插入管上部熔铸镁砖和镁质耐火捣打料作内衬,使用寿命一般为70~90管下部吸嘴内壁采用Al2O3含量为95%的高铝砖砌筑,外壁用Al2O3含量为80%的耐火捣打料捣制,厚度为76毫米,使用寿命为40~45次。美国另一钢厂的RH装置真空室室顶和侧墙,采用镁铬砖砌筑,使用寿命分别为400次和200室底和插管上部用镁铬质耐火捣打料作衬里,使用寿命为100吸嘴衬体用异型镁铬砖砌筑,使用寿命仅为25次。

苏联伊热夫斯克钢铁厂120RH装置内衬,采用方镁石尖晶管和下降管的衬里使用寿命分别为35次和60另一机械制造厂的60RH装置,插入管用镁铬质耐火捣打料作衬里, 使用寿命达到70~80次,衬里蚀损率为0.3~0.5毫米/次。

苏联RHDH装置用耐火材料的消耗如下高纯方镁石铬砖0.76公斤/吨钢,轻质莫来石砖0.018公斤/吨钢,刚玉砖0.002公斤/吨钢碱性耐火浇注料与耐火泥0.326公斤/吨钢, 刚玉质而火浇注料与高铝火泥0.2公斤/吨钢。

我国RH装置一般采用一级高铝砖作内衬,真空室中、上部的内衬使用寿命约为500次,室底和侧墙下部的寿命为50次左右,插入管采用高铝砖、刚玉质或高铝质耐火捣打料和耐火浇注料作衬里,其不段寿命约为30次,吸嘴寿命仅为15左右。另外,RH装置真空室底部采用镁铬质耐火捣打料作内衬,使用寿命也达到了50次左右。

根据国内外RI装置的使用经验,真空室底部内衬,特别是吸嘴衬体,采用刚玉质或镁铬质耐火捣打料和耐火浇注料浇捣,获得了较好的使用效果。表4-2RHDH装置用不定 形耐火材料的性能。

苏联高铝水泥是用氧化铝和石灰石制作的。水泥中Al2O3含量为73.3%CaO含量为23.5%。刚玉质耐火捣打料的水泥用量均为15%牌号为MHDK捣打料的白刚玉用量为85%为了加强烧结性,牌号为MKTH-I捣打料采用钛刚玉代替部分白刚玉,用量为37%牌号为MKTH-2的捣打料系用1%的二氧化钛和84%的白刚玉作耐火骨料和粉料的。上述耐火捣打料的用水量,如增加到10%左右时,也可以浇灌施工。美、日两国的耐火浇注料,当用水量减少后,也能进行捣打施工。

镁铬质耐火捣打料也适用于RH装置的内衬检修 刚玉高铝质耐火捣打料或耐火浇注料用于真空室室顶和合金加料孔周围等部位,也取得了良好的效果。在其它炉外精炼设备上,这些不定形耐火材料也是可以应用的。

RHDH装置的插入管衬体,采用不定形耐火材料施工时,首先进行除锈处理、支模板,然后浇灌或捣打其衬体,施工要连续,浇捣应密实。养护到期后,经低温烘烤,方可安装使用。

吸嘴与插入管上段是采用法兰母连接的,耐火衬里连接处安装有扩散环,供喷吹氩气之用,其构造如图4-4中的a图所示。但是,耐火扩散坏或管成型复杂,烧后成品率很低,使用时更换困难,因而逐步被淘汰。目前,改用小口径不锈钢管通氩气,当RH装置预热时又可以通空气,共构造简单,工作可靠,使用寿命长。所以,各国普遍采用下图中的bc的型式。

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RH装置真空案和插入管的衬里损毁后,可以采用喷涂法或压入法进行热修。例如,日本某厂RH装置真空室底部和插入管上部的衬里损坏后,采用焦油结合镁质热补料进行修理,使用寿命提高到500次,最高达到716吸嘴衬体损股后,采用喷涂法进行喷补,也获得较好的效果。


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