钢包渣线侵蚀研究11
钢渣对镁碳耐火材料的浸蚀行为的研究
钢渣对镁碳耐火材料的浸蚀行为的研究李具中，李凤喜武汉钢铁公司炼钢总厂，武汉430083魏耀武, 李楠武汉科技大学耐火材料与高温陶瓷国家重点实验室培育基地，武汉 430081摘要：通过采用动态抗渣和静态抗渣二种研究方法，结合X-射线衍射分析、电子显微镜和能谱分析和化学分析等研究手段对某特殊钢用钢包渣线镁碳砖的浸蚀原因进行了分析。
结果表明，在静态抗渣条件下，某特殊钢渣对镁碳砖的浸蚀很小，熔渣沿着材料基质和镁砂晶界的低熔相渗透到了材料的内部。
在动态抗渣条件下，熔渣对镁碳砖的浸蚀较为严重。
要提高镁碳砖抗某特殊钢渣的浸蚀能力，必须降低镁碳砖中的杂质数量，优化镁碳砖的基质组成和显微结构。
关键词：某特殊钢，熔渣，镁碳砖，浸蚀Research of Etching Mg-C Refractories by Steel ResidueLi Juzhong, Li Fengxi(Wuhan Iron and Steel Company Limited Steel Making Plant, WuHan, 430083)Wei Yaowu, Li Nan(WUST’s State Key Laboratory Breeding Base of Refractories and Ceramics WuHan 430083 )Abstract: By adopting these methods of both dynamic anti-residue and static anti-residue, the reason why certainspecial steel can etch Mg-C brick has been analyzed by X-ray diffraction, electron microscope, energy spectrumanalysis and chemistry analysis. In conclusion, certain special steel etching Mg-C brick in static condition is lessthan in dynamic condition. To improve the ability to anti-etching of Mg-C brick of certain special steel, thequantity of impurity in Mg-C brick should be lowered, and the composition of Mg-C brick and micro-constructionshould be optimized.Keyword: certain special steel, residue, Mg-C brick, etch1.前 言碳耐火材料由于其热震稳定性好、抗熔渣浸蚀性优良而广泛应用于钢铁冶金行业。
镁碳砖
镁碳砖开发及其在钢包渣线的应用河北瀛都复合材料有限公司王丕轩孙志红摘要：概述了镁碳砖的发展概况、生产过程及在钢包渣线的应用，并对其发展前景进行了展望。
关键词：镁碳砖；渣线；低碳化；精炼11镁碳砖发展概况MgO–C砖是20世纪70年代兴起的新型耐火材料，最早由日本九洲耐火材料公司渡边明首先开发，它是以镁砂（高温烧结镁砂或电熔镁砂）和碳素材料为原料，用各种碳质结合剂制成的耐火材料。
由于MgO–C砖具有耐火度高、抗热震性优良和抗侵蚀能力强等优良特性而被广泛应用于钢铁企业，如转炉炼钢和电炉炼钢[1]。
在日本研发出树脂结合MgO–C砖后，西欧开发了沥青结合的MgO–C砖，其残碳量约为10%，由于价格低于树脂结合MgO–C砖，故被成功地用于水冷电炉中的高温热点部位，同时也用于转炉。
我国在1980前后年开始研究含碳耐火材料[2]，并被列入国家“七五”(1985~1989)科技攻关项目。
1987年鞍钢三炼钢厂在转炉上试用MgO–C砖后，仅用一年时间就超额完成了“七五”转炉炉龄达千次的攻关目标。
发展到目前，全国各大中小钢厂已普遍推广使用MgO–C 质耐火材料作为转炉和电炉的炉衬。
随着冶炼技术的进步对耐火材料的新要求，低碳镁碳耐火材料成为镁碳耐火材料新的发展热点。
低碳MgO–C砖一般是指总含碳量不超过8%、由镁砂与石墨通过有机结合剂结合而成的MgO–C砖，降低碳含量可明显降低材料的热导率[3]。
近年来，对精炼钢包用低碳量、性能优异的低碳镁碳砖的开发受到国内外业界的重视，这方面的研究开发工作已取得一定的成果，展现了良好的发展前景。
2 镁碳砖的生产过程2.1 原料MgO–C砖的主要原料包括电熔镁砂或烧结镁砂、鳞片状石墨、有机结合剂以及抗氧化剂。
2.1.1 镁砂镁砂是生产MgO–C砖的主要原料，有电熔镁砂和烧结镁砂之分。
电熔镁砂与烧结镁砂相比具有方镁石结晶粒粗大、颗粒体积密度大等优点，是生产镁碳砖中主要选用的原料。
生产普通镁质耐火材料，对镁砂原料要求主要具有高温强度和耐侵蚀性能,因此注重镁砂的纯度及化学成分中的C/S比和B2O3含量。
高合金钢精炼条件下钢包镁碳砖的侵蚀
ＮＡｌＨＵｏ渊ｕＡｏ／耐火材料２００８。
４２（４）３０７—３０８｛：寸论・交流高合金钢精炼条件下钢包镁碳砖的侵蚀姚金甫田守信马志刚汪宁赵明宝山钢铁股份有限公司研究院上海２０１９００摘要通过感应炉侵蚀试验和显微结构分析，研究了高合金钢精炼条件下钢包镁碳砖的侵蚀行为。
结果表明：钢包镁碳砖侵蚀较快的主要原因是较高的精炼温度，较长的精炼时间和较低的渣黏度。
高合金钢渣的黏度较低。
使侵蚀速度加快；精炼温度高加剧了ＭｇＯ与Ｃ的脱碳反应，并且，随着温度升高，渣黏度降低，侵蚀加快；同时，精炼时间长也增加侵蚀程度。
关键词高合金钢，钢包，镁碳砖，侵蚀近年来，随着中国电力需求的强劲增长，电站锅炉管用四１钢的需求不断增加。
四１钢是一种附加值高、性能优异的高合金钢。
目前，由于宝钢Ｔ９１高合金钢只占总产量的一小部分，其精炼采用的是通用钢包；渣线采用镁碳砖，包壁和包底为无碳包衬。
，１９ｌ钢冶炼工艺复杂，成分控制要求严格，精炼时间更长，加快了钢包渣线镁碳砖的损毁。
但是，究竟是什么原因导致其损毁加快，目前尚不清楚。
为此，本工作对高合金钢精炼条件下钢包渣线镁碳砖的侵蚀进行了专题研究。
１试验１．１渣样和钢样首先从现场取来钢样和渣样，并将大块的钢样切割成小块；采用铝镇静钢渣和ＣＡＳ常规渣进行了对比试验，渣的化学组成见表ｌ。
％Ｔ．Ｆｂ１～７６一１４渣种类，１９１渣常规渣１．２制样坩埚采用铝镁浇注料。
在制作坩埚时将镁碳砖试样预埋在成型坩埚的模具内，然后加入铝镁浇注料，振动成型。
待浇注料硬化后脱模，养护，烘烤后待用。
１．３试验内容将钢样、渣样置于坩埚内进行感应炉试验。
图１为感应炉侵蚀试验示意图，表２示出了镁碳砖的侵蚀试验条件。
为防止升温时钢水和镁碳砖的氧化，升温过程采取抽真空措施。
除了进行不同温度试验外，还进行了连续２炉的试验，即第一炉试验后，倒出渣和钢水，待坩埚冷却后，放入新的四１钢样和渣进行第二炉试验；也进行了２Ｃｒｌ３高合金钢的试验。
感应炉试验结束后，剖开坩埚，测量侵蚀厚度，并进行显微结构分析。
精炼钢包渣线砖侵蚀过快原因分析及解决办法
精炼钢包渣线砖侵蚀过快原因分析及解决办法镁碳砖具有良好的耐火度、抗渣侵性、耐热震性等，广泛应用于炼钢生产中。
在钢包精炼过程中，渣线镁碳砖的侵蚀通常是炉衬各部位损毁情况最为严重的区域，其长期遭受熔渣的化学侵蚀及机械冲刷，渣线镁碳砖的损毁是影响生产效率及生产成本的重要因素。
常见的钢包渣线部位耐火材料问题是出现孔洞和渣沟，渣线侵蚀过快发红、渣线出现深凹坑等现象。
我们从不同成分的炉渣、镁碳砖中碳含量及碳结构、镁碳砖的镁砂原料以及镁碳砖中的添加剂等方面对镁碳砖的侵蚀机理进行分析，得出镁碳砖的侵蚀损毁过程主要包括以下几种：氧化-脱碳-疏松-侵蚀-冲刷-脱落-损毁。
在这个过程中，由于碳的氧化脱除，使砖体组织疏松脆化，在钢液的冲刷下被磨损，同时，由于碳的氧化脱除及砖体疏松，炉渣向脱碳层渗透，并与镁砂颗粒反应。
1.精炼熔渣的侵蚀钢包经过LF、VD精炼处理，受到电弧光、真空以及钢渣冲刷的影响，加速渣线部位的侵蚀。
渣中的氧化钙，二氧化硅等物质与砖产生化学反应，使镁碳砖表面形成熔渣渗透层，造成内衬不连续的损坏。
低碱度熔渣中氧化铁及三氧化二铁都会对耐火材料造成侵蚀。
2.高温真空加速镁碳砖损毁镁碳砖在高温及真空下会加速挥发，真空脱气所带来的失重使耐火材料的强度和荷软降低，加速镁碳砖的蚀损。
3.在生产过程中，放钢温度低，精炼时大幅度提温，使电极附近炉渣温度过高，渣线部位又正好处于透气砖的远两端，属环流死区，钢渣温度无渣及时传递，造成弧点部位渣线侵蚀。
提高钢包渣线砖寿命的一些措施1.优化精炼渣系统精炼过程中加入轻烧白云石，提高渣中MgO浓度，提高熔渣的碱度和黏度，控制转炉下渣量，降低渣中FeO含量。
精炼炉渣碱度控制在4.2~5.0范围内，渣中FeO含量控制在0.5%左右，同时调整好炉渣的黏度，渣中MgO含量控制在12%左右，可有效降低炉渣对镁碳砖的侵蚀。
2.改进渣线砖材质研究发现，镁碳砖中使用的镁砂纯度越高，杂质中B2O3少，碳硫比例高时，衬砖的耐侵蚀性好。
高强抗侵蚀精炼钢包渣线镁碳砖的研制与应用
２ 结果与讨论
２．１ 高温 抗折 强 度
图 ２示 出 了研 制 镁 碳 砖 （试 样 ｘ、Ｙ、ｚ、 Ａ、Ｂ）和涟钢现用镁碳砖在 １４００℃下的高 温 抗折 强度 。从 中可 以看 出 ，试样 ｘ的 高温 抗 折强 度最 大 ，达 到 ２２．８ＭＰａ，而 现场用 砖 的 高 温抗 折 强 度最 低 ，仅 为 １１．９ＭＰａ。这 是 由 于 高温 下研制 试 样 中的合 金和石 墨微 粒发 生反 应 ，形 成 了碳 化 物 网络 ，使 得试样 的高温抗 折 强度 提高 。
度石 墨 复合 加入 的方 式 。因 为一些 添加 物在 高温下优先氧化而生成新矿物时体积膨胀 ， 封闭了砖的气孔 ，可阻止氧进一步与碳反应 ； 同时，这些新 矿物在石墨和耐火氧化物之 间 搭桥 ，能使石墨与耐火氧化物形成 比较牢 固 的结合 ，从而提高镁碳砖的高温强度 。
碳砖的增碳 效应成 为一个不 利因素 ；再 者，无碳钢包砖 已成功使用 ，而现有渣线镁碳 砖的使用寿命 和它不能 匹配 ，也降低 了整体 包壁寿命提高带来 的经 济效益 。所 以，精炼 钢包渣线镁碳砖使用寿命 的提高和低碳化已 成 为涟 钢科 技攻 关 的一 个重 点 。
１．３ 性能 检测
场 冶炼 情 况 ，在试 验 过 程 中始 终 保持 渣 液 面 处 于较 为强 烈 的搅 动状 态 ，并 在 试验 结 束 后 迅速将 钢渣倒 出。抗渣试验装 置示意 图如 图 １所 示 。试 验后 ，将 不 同试 样 沿其 中心 切 开分析其抗侵 蚀情况 ，测量残砖厚度 ，并计 算侵 蚀 速 率 。试 验 用 精 炼 渣 的 化 学 组 成 （Ｗ）：ＣａＯ５１．０９％ ，Ａ１２Ｏ３３０．８０％ ，Ｔ．Ｆｅ９．１１％ ，
１．１ 研究 思路
40t钢包渣线侵蚀研究与改进
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｍｇ—Ｃ ｂｒｉｃｋ ｉｓ ａ ｔｙｐｅ ｏｆ ｒｅｆｒａｃｔｏｒｙ ｍａｔｅｒ ｉａｌ ｗｉｔｈ ｈｉｇｈ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ，ｓｔｒｏｎｇ ｓｌａｇ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ，ｓｔａｂｌｅ ｔｈｅｒｍａｌ ｓｈｏｃｋ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ，ｉｔ ｉｓ ｍａｉｎｌｙ ｕｓｅｄ ｉｎ ｌａｄｌｅ ｓｌａｇ ｌｉｎｅ． Ｄｕｒｉｎｇ ｔｈｅ ｓｍｅｌｔｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ４０ ｔ ｌａｄｌｅ，ｔｈｅ ｌａｄｌｅ ｓｌａｇ ｌｉｎｅ ｉｓ ｏｆｔｅｎ ｄａｍａｇｅｄ ｓｅｒｉｏｕｓｌｙ ｂｙ ｔｈｅ ｍ ｉｘｔｕｒｅ ｅｒｏｄｅ ｏｆ ｌｉｑｕｉｄ ｓｔｅｅｌ ａｎｄ ｓｌａｇ． Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｓｈｏｗｓ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｅｒｏｓｉｏｎ ｏｆ ｌａｄｌｅ ｓｌａｇ ｌｉｎｅ ｉｓ ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ ｔｏ ｔｈｅ ｓｉｎｇｌｅ ａｒｇｏｎ ｂｒｉｃｋ ｐｏｓｘｔｉｏｎ，ｔｈｅ ａｎｇｌｅ ｏｆ ｄｏｕｂｌｅ ａｒｇｏｎ ｂｒ ｉｃｋ，ａｒｇｏｎ ｇａｓ ｆ ｌｏｗ，ｌｉｑｕｉｄ ｓｔｅｅｌ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ， ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ ｐｏｓｉｔｉｏｎ，ｓｔｅｅｌ ｇｒａｄｅ，ｓｌａｇ ｂａｓｉｃｉｔｙ，ａｎｄ ｏｔｈｅｒ ｒｅｌａｔｅｄ ｆａｃｔｏｒｓ．Ａｎｄ ｉｔ ｃａｎ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｌａｄｌｅ
随着耐 火材 料技术 的发展 与进 步 ，Ｍｇ—Ｃ砖 逐 渐 成 为 了诸 多 钢铁企 业用 于钢 包 内衬砌 筑 的优选
陈志 勇等 低压 低渗 透 气井 油套 管接 头 密封性 能 有 限元 模 拟仿 真研 究 应 力值 均 大于 相应 的施 工 载荷 ，能 够 满 足施 工 条 件 下 的密 封性 能要 求 。
钢包耐火材料对钢中夹杂物的影响
当钢中的非金属夹杂物直接或间接影响产品的 生产性能或使用性能时 ,该钢就不是洁净钢 ;而如果 非金属夹杂物的数量 、尺寸或分布对产品的性能没 有影响 ,那么这种钢就可以认为是洁净钢〔1〕。钢中 的非金属夹杂物有两种 :内生夹杂物和外来夹杂物 。 外来夹杂物一般是与冶炼过程相关的 ,采用合适的 冶炼工艺可以避免或减少外来夹杂物的出现 。来源 于耐火材料的夹杂物 ,是耐火材料渣线或内衬受化 学侵蚀或机械侵蚀的产物 。
磨蚀 (侵蚀 )是磨蚀前或腐蚀前后 、熔融或砖初 始形态的其它变化时耐火材料的表面上一些物质的 机械磨失 。磨蚀 (侵蚀 )经常发生在冶金加工中的 喷射固态粉末的氧枪喷嘴 、风嘴和喷头的附近 。影 响磨蚀 (侵蚀 )的因素有颗粒流的速度 、成分 、温度 和冲击角度 。湍流比层流磨蚀更严重 , 氧化的含铝 化合物比含钙的化合物更容易磨蚀 , 热流比常温流 更易磨蚀 , 60°比 10°磨蚀更明显 。有时在耐火材料 衬上发生磨蚀的原因和地方相当不规则 。这大部分 是因为这种复杂化气流形式 , 这种形式的复杂化是 可以预料的 。
材料 。其中铝镁 (碳 )质耐火材料品种多 、规格全 , 是我国主要的钢包耐火材料 。我国钢包用的耐火材 料的类别和品种见表 1〔2〕。
表 1 我国钢包用的耐火材料类别和品种 Table1 The category and varieties of ladle
refractories in China
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矿 冶
1 钢包耐火材料侵蚀机理
二次精炼钢包熔渣对Al2O3-MgO耐火浇注料渗透侵蚀的研究
裂 缝 通 过 浇 注 料 基 质 的边 界 层 和 基 质 与 骨 料 间 的 交 界 面 延 伸 ，裂 缝 的产 生 降低 了浇 注 料 的机 械 强 度 ，并 导 致 浇注 料 在工 作状 况 下 出现 细微 开裂 。
一
一
一
耐 材 分 解 和 新 相 析 出
２ 炼 钢 厂 钢 包 装 料 大 面 的侵 蚀
２１ 钢包 装 料大 面 ．
熔 融 的 钢 水 从 转 炉 倒 出 ，通 过 钢 包 『 ２ 图
（ ） 移 至 铸造 车 间 ，此 过程 中对 钢 水进 行 二 次 ａ １转 精 炼 ，在 铸 造 过 程 中 ，钢 包 还 起 到 储 存 钢 水 的作
・ 液态氧化物 （ 熔渣 ）带来 的化学侵蚀。
一
旦 出 现 化 学 侵 蚀 ，该 部 位 的 机 械 强 度 和 耐
（） ｂ
火 度 都 会 严 重 下 降 。化 学 侵 蚀 和 机 械 冲 刷 都 会 产 生 裂 纹 ，进 而使 渗 入 耐火 砌 体 内的熔 渣增 多 。 图 ３归 纳 了钢 包 装 料 大 面 在 工 作 状 况 下 的各
等 方 面 对 几 种 配 方 进 行 检 验 。 结 果 表 明 ，所 有 侵 蚀 均 发 生 在 熔 渣 与 耐 材 的 交界 面 上 。 在 刚 玉 含 量 更 高 的 浇 注 料
里 ，发 现 裂 纹 更 容 易 产 生 ，而 熔 渣 会 通 过 裂 纹 不 断 渗 入 ，导 致 热 机 械 性 能 的 下 降 。对 低 Ａ ， 量 浇 注 料 来 说 ， Ｉ 含 Ｏ 通 过 控 制体 积膨 胀 来 避 免 裂 缝 的 形 成 ，并 限 制 二 次 精 炼 钢 包 熔 渣 的 渗 入 ， 以此 提 高 尖 晶 石 化 铝 镁 耐 火 浇 注 料 的
帘线钢钢包渣线砖侵蚀分析和提高寿命的工艺措施
表 5 原工艺和优化工艺渣线砖寿命对比 Table 5 Com par ison of serv ice life of slag line br ick w ith or ig ina l technology and optim ized technology
工艺
原工艺 优化工艺
VD 处理 时间 /m in
事炼钢连铸工艺技术的研究与开发 。 收稿日期 : 2006207221
参考文献 1 余 蓉 ,吴 玮 ,郭永铭 ,等. 钢帘线钢的生产与发展. 特殊钢 ,
2005, 26 (6) : 1 2 任昌华 ,蔡仲儒 ,李 江. 武钢第三炼钢厂钢包用耐火材料的现状
与发展. 武钢技术 , 1998 (9) : 57
肖卫军 (19752) ,男 ,工程师 , 1997年包头钢铁学院毕业 ,从
普通钢种的钢包渣砖侵蚀速度为 213 ～310
表 1 帘线钢的主要化学成分 / % Table 1 M a in com position s of steel cord of tyre / %
项目 协议
内控 目标
C
Si
Mn
0. 70～ 0. 15～ 0. 44～ 0. 75 0. 30 0. 56
渣线砖中 M gO 与熔渣中 M gO 浓度差越大 ,侵 蚀越严重 。在实际生产中 ,为了保证帘线钢的质量 , 要求熔渣中 M gO 尽可能少 ,不能超过 20%。熔渣成 分见表 3。而为了保证渣线砖的质量 ,要求镁碳砖 中的 M gO 含量必须 ≥75% ,使用的镁碳砖理化指标 见表 4。
在 VD 处理钢水时 ,熔渣搅拌活动强烈 ,渣线砖 侵蚀较严重 。通过优化工艺 , VD 处理时间由原来 的 45 m in降低到 30 m in,从而减轻熔渣对渣线砖的 侵蚀 。
40t钢包渣线侵蚀研究与改进
40t钢包渣线侵蚀研究与改进周同军;刘军占;罗辉【摘要】Mg-C砖是耐高温、抗渣性强、抗热震稳定以及高温蠕变低的耐火材料,主要用于钢包渣线部位.在40 t钢包冶炼过程中,渣线部位常因钢液与炉渣的混合侵蚀而损坏严重.研究表明,40 t钢包渣线侵蚀主要与单透气砖位置、双透气砖夹角、氩气流量、钢液温度、电极位置、钢种及炉渣碱度等因素相关.当单透气砖位置控制在0.67 R(R为钢包底部半径)以内,或双透气砖的两块透气砖之间的夹角控制在120°～150°,精炼处理过程中,三相电极对准钢包中心位置,钢液温度≤1685℃,炉渣碱度适当降低,氩气流量根据钢液不裸露在空气中为准来控制,可有效提升钢包使用寿命.【期刊名称】《宝钢技术》【年(卷),期】2016(000)003【总页数】6页(P27-31,45)【关键词】Mg-C砖;钢包;渣线;侵蚀【作者】周同军;刘军占;罗辉【作者单位】宝钢特钢有限公司,上海200940;宝钢特钢有限公司,上海200940;宝钢特钢有限公司,上海200940【正文语种】中文【中图分类】TF341.9近年来,随着炼钢技术的发展,对钢液纯净度的要求更为苛刻,对与钢液接触的耐火材料质量要求越来越高。
由于钢液温度高,处理时间长,对耐火材料的冲刷更为严重,钢包耐火材料的使用条件更为恶劣。
钢包不仅用来盛放钢液,也是钢液炉外精炼及真空处理的容器。
钢包在钢液精炼过程中,常因电极加热、氩气搅拌、添加合金、钢渣侵蚀以及抽真空处理等作用使内衬耐火材料侵蚀严重,特别是钢包渣线部位。
剥落的耐火材料部分会被钢渣吸收,另有一部分会因钢液对流的作用而被卷入钢液中,降低了钢液纯净度,不利于质量控制。
随着耐火材料技术的发展与进步,Mg-C砖逐渐成为了诸多钢铁企业用于钢包内衬砌筑的优选材料,主要用于钢包熔池及渣线部位,但在含硫钢的冶炼生产过程中,也常会出现渣线部位侵蚀严重情况。
国内外诸多科技工作者[1-3]主要分析了常规一般性钢种在冶炼过程中对钢包的侵蚀,较少涉及含硫钢的侵蚀情况,因此本文主要以含硫钢为基础,分析讨论钢包渣线侵蚀的相关机理及原因,以便指导现场提升钢液质量控制水平及钢包包龄。
天铁180t钢包渣线侵蚀原因分析及改进
天铁 180 t 钢包渣线侵蚀原因分析及改进
镁碳砖的抗侵蚀性能、高温强度、抗热震性能受 原材料的质量、镁砂和石墨颗粒分布以及添加剂的加 入等因素的影响。主原料镁砂和石墨的纯度是渣线砖 使用性能得到保证的先决条件。不合格的原材料必然
会导致异常侵蚀。 镁砂和石墨粒度分布不合理，添加剂加入不合
适，MgO-C 砖在高温使用时会产生较大的膨胀。在实 际使用中，由于受到钢壳的限制，砖不会发生自由膨 胀，过大的膨胀导致过高的热应力，使 MgO-C 砖的抗 热震性能降低，导致薄弱处的砖断裂，渣线断砖[1]。
通过上述措施的实施，钢包渣线断砖、剥落、漏钢 情况得到了有效控制，没有再出现上述异常侵蚀情 况。中修后钢包熔池与渣线侵蚀基本同步，过渡区域 的凹环已被弱化，深度一般在 10 mm ~30 mm，对使用 已无太大影响。渣线的侵蚀速率也控制在 2.2~2.9mm/ 炉，达到了预期的效果。 6 结束语
通过对原材料、砖型选配、施工过程、冶炼条件等 方面进行改进，钢包渣线异常侵蚀情况明显改善，渣 线最高使用寿命达到 48 炉，侵蚀速率控制在 2 ~ 2.9mm/炉，满足了安全生产的需要，达到了预期效果。
Xin Xin Abstract: The paper introduces the practice of aluminum-con－ tained round billet casting process at Steel-making Subsidiary, Tiantie. The re-formulation of strict drying process procedure and system and the adoption of negative pressure type draught furnace for drying nozzle ensured that the temperature of tundish and submerged nozzle can reach the requirement by casting start; measures intensifying LF calcium treatment pro－ cess, prolonging argon stirring time, increasing start casting speed and controlling start mould level solved the problem of difficulties at casting start due to poor fluidity of aluminum contained liquid steel, bringing the casting start rate from 33.40% to 84.06%. Key words: aluminum contained steel, casting start rate, round billet, mould, tundish, nozzle Discussion on Standardization and Optimization of Calci－ um Treatment Technique
90 t钢包渣线镁碳砖侵蚀原因分析与改进措施
90 t钢包渣线镁碳砖侵蚀原因分析与改进措施丰年;陈良;张飞【摘要】The causes of serious corrosion of the MgO-C brick for 90 t LF-VD ladle slag lines were analyzed. The corrosion was caused mainly by refining slag and was accelerated by vacuum and high temperature for long time. Through optimizing refining slag system, the basicity was controlled in 4.2-4.5, the FeO content in refining slag≤0.5%and the MgO content in refining slag≥12%. Selecting fused magnesia with high purity as raw materials, controlling the carbon content at 14%, the components of the MgO-C brick was improved;LF furnace adopted submerged-arc operation;VD furnace adopted phased argon control mode. The service life of slag line brick increased to 50 heats from 35 heats.% 针对莱钢90 t LF-VD精炼钢包渣线镁碳砖严重侵蚀的问题,分析认为,主要原因是精炼熔渣侵蚀,真空及长时间的高温加速了侵蚀.通过优化精炼渣系,控制炉渣碱度在4.2~5.0,渣中FeO≤0.5%、MgO≥12%；选用高纯度电熔镁砂作原料,碳含量控制在14%,改进镁碳砖材质；LF炉采用埋弧造渣作业；VD炉采用分阶段氩气控制模式.渣线寿命由35次提高到50次.【期刊名称】《山东冶金》【年(卷),期】2013(000)001【总页数】3页(P19-21)【关键词】精炼钢包;LF;VD;渣线;镁碳砖;侵蚀【作者】丰年;陈良;张飞【作者单位】莱芜钢铁集团有限公司特钢事业部，山东莱芜271104;莱芜钢铁集团有限公司特钢事业部，山东莱芜271104;莱芜钢铁集团有限公司特钢事业部，山东莱芜271104【正文语种】中文【中图分类】TF769.2近年来，随着炼钢技术的发展，对钢包用耐火材料提出了更高要求。
低碳钢对渣线砖侵蚀机理的研究
低碳钢对渣线砖侵蚀机理的研究
李洪波
【期刊名称】《耐火与石灰》
【年(卷),期】2022(47)3
【摘要】选取某钢厂电炉车间冶炼低碳钢用后渣线砖残砖,通过扫描隧道电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)等方法,研究低碳钢对渣线砖侵蚀机理。
结果表明:渣线砖中的碳被渣中的FeO及环境中的O_(2)氧化,外加在高温下MgO与C发生还原反应造成碳的脱除形成脱碳层,导致渣线砖结构疏松;随着脱碳层的形成,熔渣通过疏松的基质向脱碳层渗透,熔渣中钙硅酸盐相侵蚀方镁石晶界生成低熔点C_(2)MS_(3),渣线砖周而复始发生氧化-脱碳-侵蚀。
【总页数】4页(P27-29)
【作者】李洪波
【作者单位】上海利尔耐火材料有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TQ175.713
【相关文献】
1.90 t钢包渣线镁碳砖侵蚀原因分析与改进措施
2.帘线钢钢包渣线砖侵蚀分析和提高寿命的工艺措施
3.帘线钢钢包渣线MgO-C砖的开发及抗渣机理
4.MgO-C砖受CaO-SiO_2-Fe_2O_3系渣的侵蚀机理
5.TiN提高镁碳砖抗渣侵蚀机理的研究
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第一次渣线寿命
现场瓶颈
对第一次渣线寿命分月份进行分析，结果表明，不同月份的寿命 有明显差异，进入13年3月份以来降到最低值，具体如下：
第一次渣线寿命 单因子方差分析: 寿命 与 月份 来源 自由度 SS MS F P 月份 3 1046.4 348.8 13.86 0.000 误差 97 2441.0 25.2 合计 100 3487.4 S = 5.016 R-Sq = 30.01% R-Sq（调整） = 27.84% 平均值（基于合并标准差）的单组 95% 置信区间 水平 N 平均值 标准差 -----+---------+---------+---------+---12 21 36.381 4.904 (-----*-----) 1 20 34.300 4.566 (-----*-----) 2 31 34.000 6.261 (----*----) 3 29 27.931 3.722 (----*----) -----+---------+---------+---------+---28.0 31.5 35.0 38.5
1
2 3 4 5 6
现场瓶颈 理论研究 分 措 析 施
效果验证 下一步计划
现场瓶颈
进入三月份以来，现场反映渣线寿命
降低，影响正常周转。
如果进一步下降，将会影响正常生 产。
现场瓶颈
对12年12月份至13年3月份的渣线寿命的渣线使用次数进行方差分析， 结果表明，第二次渣线的寿命明显低于第一次渣线寿命，具体如下：
现场瓶颈
对第一次渣线寿命分月份进行分析，结果表明，不同月份的寿命 有明显差异，进入13年3月份以来降到最低值，具体如下：
第一次渣线寿命 单因子方差分析: 寿命 与 月份 来源 自由度 SS MS F P 月份 3 1046.4 348.8 13.86 0.000 误差 97 2441.0 25.2 合计 100 3487.4 S = 5.016 R-Sq = 30.01% R-Sq（调整） = 27.84% 平均值（基于合并标准差）的单组 95% 置信区间 水平 N 平均值 标准差 -----+---------+---------+---------+---12 21 36.381 4.904 (-----*-----) 1 20 34.300 4.566 (-----*-----) 2 31 34.000 6.261 (----*----) 3 29 27.931 3.722 (----*----) -----+---------+---------+---------+---28.0 31.5 35.0 38.5
改进措施
渣熔点分析：
新老工艺的渣熔点均远低于炼钢温度
改进措施 适当减少萤石不会导致渣熔化困难，和作业区对萤石 用量及时进行了规范：
萤石用量大幅度减少
效果验证 至23日，共下线3套渣线： ： 分别是30、35、29，平均31.33次。 作图如下：
改进后，渣线寿命明显增加。
经济效益 改进前炉均萤石用量178kg，而改进后变为58kg。 ： 每日生产55炉钢，萤石1.7元/kg 每月效益：=30*55*（178-58）*1.7=33.6万 每年403万元（仅萤石）。 钢包及生产效益： 工艺进一步优化后计算
理论研究
渣线侵蚀主要原因 工艺因素
搅拌强度、送电量、处理时间等
精炼渣系成分 渣中F、MgO、Al2O3、CaO、TFe的影响 砌筑质量 机械损伤
理论研究
渣线侵蚀-关键因子-CaF2 LF 精炼工艺中，要加入萤石来化渣。萤石是非常强 效的助熔剂，在降低炉渣粘度的同时，还和渣线砖反应形 成低熔点的物质。长时间高温精炼，加上过量萤石的侵 蚀，使得渣线砖侵蚀速率急剧。 增加。 渣线侵蚀-关键因子- Al2O3 渣中w (Al2O3 )为20 % ～30 %时,理论计算可溶解CaO 的质量分数为53. 9 % ～57. 1 % ,如果渣中实际检测出的w (CaO)低，则这种熔渣对MgOCaO质耐火材料的侵蚀性很 强。
如果熔渣中MgO含量较高或者是已经饱和时,这种熔渣 对镁质材料的溶解能力十分有限,某钢厂钢包渣中MgO含 量变化较大,溶解度波动在0. 56～7. 45之间,而理论计算的 溶解度为7. 5 ～9. 0,因此该钢厂钢包熔渣对MgO还有一定 的溶解能力。从MgO含量的角度考虑,该熔渣对渣线镁碳 砖存在一定程度的熔蚀作用。增加了MgO有利于包衬寿 命.
单因子方差分析: 寿命 与 渣线次数 来源 自由度 SS MS F P 渣线次数 1 203.2 203.2 6.13 0.015 误差 99 3284.2 33.2 合计 100 3487.4 S = 5.760 R-Sq = 5.83% R-Sq（调整） = 4.88% 平均值（基于合并标准差）的单组 95% 置信区间 水平 N 平均值 标准差 -----+---------+---------+---------+---1 2 55 34.109 6.643 (--------*---------) 46 31.261 4.474 (---------*----------) -----+---------+---------+---------+---30.4 32.0 33.6 35.2
问题分析
12年三季度与13年4月235B LF炉渣样比较
实际运行过程中，渣成分变化不大，原因是由于转炉出 钢加高铝渣，补充了渣中的Al2O3。
问题分析
先硅后铝工艺炉数与渣线寿命 对12-3月份的所有炉数进行先硅后铝炉数统计，并进行寿命 相关性分析（散点图）：
可以看到，相关性不强。
问题分析
LF送电量与渣线寿命 对12-3月份的所有炉次进行平均送电量统计，并进行寿命相 关性分析（散点图）：
理论研究
渣线侵蚀-关键因子-FeO 多元熔渣中FeO 对耐火材料侵蚀能力取决于FeO的活 度。因为FeO在熔渣中的扩散能力与FeO活度有关。低w (CaO) /w ( SiO2 )比的熔渣中FeO的活度大, FeO扩散速度 快;高w (CaO) /w( SiO2 )比的熔渣中FeO的活度小, FeO的 扩散速度慢。 渣线侵蚀-关键因子-MgO
可以看到，相关性较强。
问题分析
LF炉萤石逐月炉均用量 对12-3月份的逐月萤石用量进行统达到最高。
问题分析
分钢种萤石用量
3月份无论是无工艺还是先硅后铝，萤石用量均增加较多。
问题分析
小结：
3月份以来，渣线寿命确实有明显降低，原 因主要是由于萤石用量增加所致。 进一步现场调查，操作工说是节奏加快后 想快速处理，加快化渣，多加萤石保险而取上 限所致。
可以看到，相关性不强。
问题分析
LF炉处理时间与渣线寿命 对12-3月份的所有炉次进行处理时间统计，并进行寿命相关 性分析（散点图）：
可以看到，相关性不强。
问题分析
直上炉数与渣线寿命 对12-3月份的所有直上炉数进行统计，并进行寿命相关性分 析（散点图）：
可以看到，相关性不强。
问题分析
LF炉萤石用量与渣线寿命 对12-3月份的炉均萤石用量进行统计，并进行寿命相关性分 析（散点图）：
下一步计划
继续跟踪渣线下线情况； 对个别使用量过大的炉次进行个例分
析，找出原因加以改进；
进一步做渣侵蚀试验。 找到其它可能优化的因子并加以优化。