降低鋼包耐火材料單耗對鋼鐵企業節約耐火材料資源、節能減排的一個重要的作用，為了實現這一目標，某鋼廠在60tLF鋼包上采用新的設計并蓋上操作條件，得到了顯著的效果。
1、根據鋼包的操作條件設計鎂碳磚
該鋼包侵蝕速度快的主要原因是渣的堿度較低。鋼包前期渣具有較高的FeO含量,使鎂碳磚中的碳容易被氧化。采取措施提高渣線鎂碳磚的抗氧化性,改進后渣線鎂碳磚在1000℃氧化3h后,氧化脫碳層只有1mm,而改進前的MT-14A渣線鎂碳磚氧化脫碳層厚度達到了5～7mm。
在鋼廠的煉鋼工藝中,每爐添加螢石50～60kg,這使得渣黏度較低。因此選擇了能提高含螢石渣黏度的添加劑,以提高鎂碳磚的使用壽命。單就提高性能來說,應該采用大結晶高純電熔鎂砂、高純度的天然石墨以及合適的抗氧化劑和增強劑。但是,為了經濟效益,也要特別關注性價比,在滿足使用壽命基本要求的情況下,可選用一定量的用后鎂碳磚再生料,并采用部分價格低廉的瀝青改性的樹脂結合劑。
根據上述分析,綜合考慮使用要求和性價比,采用質量分數為66%～88%的高品質再生鎂碳料為主要原料,適當配合MgO含量(w)為97%的電熔鎂砂、少量-195牌號的石墨、復合添加劑和改性樹脂結合劑經配料、混煉后,在630t摩擦壓力機上成型,再固化制得再生鎂碳磚。其理化性能見表1。由表1可知,再生鎂碳磚的理化性能完全達到國家標準中鎂碳磚MT-12A和MT-14A高品質產品的水平。
表1 再生鎂碳磚的理化性能
再生鎂碳磚的理化性能
改進后的鎂碳磚應用于60tLF鋼包,表現出優良的抗侵蝕、抗氧化和抗熱震性。渣線壽命由改進前使用MT-14A鎂碳磚的15～19次提高到24～28次,侵蝕速度由7～10mm·次-1降低到4.5～6.8mm·次-1。包壁磚使用壽命由40～50次提高到45～55次,侵蝕速度由2.5～3.5mm·次-1降低到1.2～2.4mm·次-1。
2、改善操作條件
1)添加鋼包改質劑該鋼廠采用了SiC脫氧劑,隨著電爐下渣量和渣中FeO含量的增多,根據脫氧反應(SiC+4FeO=4Fe+SiO2+CO2)就需要用更多的SiC脫氧劑,不但導致煉鋼成本增加,而且導致鋼包渣中m(CaO)/m(SiO2)降低。為了降低鋼包渣對爐襯的侵蝕,脫氧劑不用SiC質,而用碳含量(w)為15%的鎂鈣碳質鋼包改質劑,其加入量與碳化硅脫氧劑基本相同,即每噸鋼中加入1kg。改質劑中的CaO提高了鋼包渣的堿度,使之對鎂碳磚中MgO的熔蝕降低;改質劑中的MgO能提高渣中MgO的濃度,因而降低鎂碳磚中MgO的溶解速度。通過鎂鈣碳質改質劑的試用,渣線鎂碳磚的一次性使用壽命由26次提高到30次,提高了15%。
2)出鋼留渣操作因為電爐末期渣FeO含量高,不但影響了原料的收得率,增加了煉鋼成本,同時也導致了精煉鋼包襯使用壽命的降低。通過調整氧槍和碳槍的角度和深度、強化電爐后期噴碳、改善泡沫渣等方法,減少電爐渣內FeO含量,降低渣中的氧活度,使渣鋼分離(以減少下渣量)。實踐證明,通過控制下渣量和渣中的FeO含量,精煉鋼包的使用壽命由50次提高到60次,提高了20%。
3)改善維護制度
為了提高熔池的使用壽命,用二級高鋁磚對熔池進行了貼補,即用厚度為40mm的二級高鋁磚貼補到熔池,貼補磚與原襯層之間用可塑結合劑填塞和粘結。貼補后,熔池的使用壽命由60次提高到88次,提高了45%以上。
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