铁水包、钢包培训

2.2 内衬耐火材料组成及作用
铁水包内衬耐火材料的三层：保温层、永久层和工作层。 保温层的作用 ： 1、防止铁包外壳变形。 2、防止出现铁水温降大，减少包壁向外界热传导的热量。 永久层的作用： 永久层的作用是当工作层耐火材料局部侵蚀掉或侵蚀到很薄 时，防止漏穿的铁水烧坏金属壳，提高铁水包金属壳体的使用 寿命，最大限度的使用工作层内衬提高铁水包的使用寿命，提 高使用的安全性，降低耐火材料消耗。 工作层 ： 工作层耐火材料直接接触铁水与铁渣，承受着铁水与铁渣 的机械冲刷及高温化学侵蚀。工作层在铁水包内衬中是最主要 的一层，铁水包的寿命高低取决于工作层耐火材料的材质、砌 筑水平以及铁水与铁渣对此层机械冲刷、化学侵蚀的程度。因 此对工作层的材质选择和砌筑必须给以重视。
2.3 钢包结构组成
钢包的主要组成：
●金属外壳 ●钢包内衬耐火材料 ◆保温层 ◆永久层 ◆工作层 ●滑动机构 ●透气砖
2.3 钢包主要组成示意图
2.3.1 钢包金属壳
钢包的金属壳一般由锅炉钢板焊接而成，为了保证 烘烤时水分顺利排出，在钢包金属壳壁、底上钻有一 定数量的直径为8～10mm的小孔。钢包金属壳包底安 有支座。钢包金属壳腰部焊有加强箍和加强筋，耳轴 对称地安装在加强箍上。
2.4.5 AOD法
AOD炉与氧气 侧吹转炉十分相似， 利用氩氧枪从侧面 吹入氩氧混合比例 可调整的混合气体。 AOD法主要冶炼超 低碳不锈钢。
图2.10 AOD法精炼原理示意图
2.4.5 AOD精炼耐火材料
AOD炉所用耐火材料和 VOD炉相似，主要有两种 类型： 镁铬质耐火材料内衬和 白云石质耐火材料内衬
2.4.4 CAS法
CAS法是在氩气 密封下进行合金成分 微调的炉外精炼方法。 该法由钢包底部吹氩， 将渣排开后，下降浸 渍罩，继续吹氩，然 后加合金微调成分。 其优点是可精确控制 成分，且合金收得率 高。
图2.8 CAS精炼示意图
2.4.4 CAS法
图2.9 CAS罩照片
2.4.4 CAS精炼耐火材料
CAS精炼耐火材料： 1 预制件CAS罩 2 钢包内衬耐火材料 保温层：耐火纤维隔热板 纳米硬质隔热板等 永久层：铝镁浇注料 工作层： 渣线：镁碳砖 低碳镁碳砖 包壁：镁铝碳砖 镁碳砖 铝镁碳砖 无碳刚玉尖晶石砖 低碳刚玉尖晶石砖 包底：铝镁尖晶石碳砖 铝镁碳砖 镁碳砖 无碳刚玉尖晶石砖 注：整体浇注钢包采用刚玉尖晶石浇注料
图2.6 RH精炼示意图
2.4.2 RH法
RH炉照片
2.4.2 RH精炼耐火材料
RH精炼耐火材料： 1 RH炉耐火材料，见下页图 2 钢包内衬耐火材料 保温层：耐火纤维隔热板 纳米硬质隔热板等 永久层：铝镁浇注料 工作层： 渣线：镁碳砖 低碳镁碳砖 包壁：镁铝碳砖 镁碳砖 铝镁碳砖 无碳刚玉尖晶石砖 低碳刚玉尖晶石砖 包底：铝镁尖晶石碳砖 铝镁碳砖 镁碳砖 无碳刚玉尖晶石砖 注：整体浇注钢包采用刚玉尖晶石浇注料
2.1 炼钢工艺流程中钢包的位置：
图2.1 炼钢工艺流程中钢包的位置
2.2 钢包的形状和用途
钢包又称为盛钢桶、钢水罐、 大包等。它是连接转炉和连铸， 盛接钢液并进行钢液炉外精炼、 浇注的大型工具。 在钢包内对钢液进行最终脱 氧和合金化操作，可以调整钢液 温度、均匀成分，促使钢液中夹 杂物上浮。由于炉外精炼技术的 发展，在钢包内进行真空处理、 吹氩、喷粉、加热、成分微调等 新工艺，对提高钢的质量，钢包 的作用就更为显著。 图2.2 钢包的形状
2.5 炉外精炼的种类
炉外精炼是将转炉、电炉炼出的成品或半成品 钢液，在专门设备中（主要是钢包）进行真空脱 气吹氩、吹氧、合金化等精炼处理，以获得高质 量钢液的炼钢方法。 炉外精炼的方法很多，下面我们着重介绍一 下LF法、RH法，VOD法、CAS法和AOD法这几 种比较常见的炉外精炼方式。
2.5.1 LF法 法
第1章 铁水包
本章要点：
1.铁水包在炼钢工艺流程的位置 1.铁水包在炼钢工艺流程的位置 2.铁水包的用途 2.铁水包的用途 3.结构组成 3.结构组成 4.修砌的类别 4.修砌的类别 5.铁水包的功能化 5.铁水包的功能化
1.炼钢的工艺流程 1.炼钢的工艺流程
2. 铁水包的用途和形状
铁水包是用来盛放铁水的容器，用于连接高炉和转炉。
脱硫抢脱硫
KR法脱硫
第2章 钢包 章
本章要点：
1.钢包在炼钢工艺流程的位置 1.钢包在炼钢工艺流程的位置 2.钢包的形状和用途 2.钢包的形状和用途 3.钢包的 3.钢包的结构组成 钢包的结构组成 4.钢包的定修模式 4.钢包的定修模式 5.钢包炉外精炼的种类 5.钢包炉外精炼的种类 6.钢包耐火材料的发展 6.钢包耐火材料的发展
图2.11 AOD炉衬耐火材料
LF法是1971年日本特殊钢 公司（大同钢特殊钢公司）开 发的钢包炉精炼法。其设备和 工艺由氩气搅拌、埋弧加热和 合金加料系统组合而成。 工艺的优点是：能精确地控 制钢水化学成分和温度；降低 夹杂物含量；合金元素收得率 高。 LF炉已成为炼钢炉与连铸机 之间不可缺少的一种炉外精炼 设备，几乎所有的钢厂都配有 LF，在炉外精炼中占主导地位。
3. 铁水包结构组成 铁水包结构组成
铁水包由金属壳、内衬耐火材料、包嘴等部分组成。
2.1 铁水包壳及参数
铁水包的金属壳一般由锅炉钢板焊接而成，包壁和 包底钢板厚度分别为30～40mm和40～80mm之间，为了 保证烘烤时水分顺利排出，在铁水包金属壳壁、底上钻有 一定数量的直径为8～10mm的小孔。钢包金属壳包底安 有支座。铁水包金属壳腰部焊有加强箍和加强筋，耳轴对 称地安装在加强箍上。
3. 铁水包的定修模式
大修：为更换全部包底、包壁工作层衬砖、永久层衬砖、包嘴 浇注料及衬砖，并检修铁水包包壳等重要结构件； 中修：为更换全部包底、包壁工作层衬砖、包嘴浇注料及衬砖 并检修铁水包包壳结构件。 小修：为局部修补包底、更换包嘴浇注料及衬砖。
4.铁水包的脱硫功能
目前，铁水包的功料的使用条件十分恶劣，需要 采用优质高效耐火材料砌筑内衬。由于各钢厂的冶 炼钢种和操作条件不同，VOD炉所用耐火材料的材 质和品种有很大的差别，主要类型以优质镁铬砖为 主要耐火材料的炉衬和以优质白云石砖为主要耐火 材料的炉衬。 例如： 抚钢30t VOD炉，渣线部位使用优质镁铬砖，其 余部分使用高铝砖。 上钢三厂30t VOD炉，用白云石砖砌筑包底、渣 线，其余部分使用高铝砖。
2.4.2 RH炉耐火材料
2.4.3 VOD法
VOD法是“真空吹氧脱碳” 的缩写，该法是在真空减压条件 下，顶吹氧气脱碳，并通过包底 吹氩促进钢水的循环运动。在真 空条件下很容易将钢液中的碳和 氢去除到很低。该精炼方法主要 用于超纯、超低碳不锈钢和合金 的二次精炼。
图2.7 VOD精炼示意图
2.4.3 VOD精炼耐火材料
2.4.2 RH法
RH法指的是真空循环脱气 法，其主要原理是两管浸入钢包， 抽真空，钢液上升，向上升管中 吹氩气，上升管中的钢液由于含 有气泡，密度减小，继续上升。 真空室液面提高下降管压力增大 钢液沿下降管下降，不断循环。 钢液进入真空室时，流速很高， 氩气泡在真空室内突然膨胀，喷 溅成极细小的液滴，接触真空面 积大大增加，达到充分脱气的目 的。 适用钢种特别对含[H]量要求 严格的钢种，主要是低碳深冲钢 及轴承钢和重轨钢等。
图2.5 LF炉精炼原理示意图
LF法 2.4.1 LF法
LF精炼照片
2.5.1 LF精炼耐火材料 精炼耐火材料
LF精炼耐火材料： 1 预制件LF炉盖 2 钢包内衬耐火材料 保温层：耐火纤维隔热板 纳米硬质隔热板等 永久层：铝镁浇注料 高铝浇注料 工作层： 渣线：镁碳砖 低碳镁碳砖 包壁：镁铝碳砖 镁碳砖 铝镁碳砖 无碳刚玉尖晶石砖 低碳刚玉尖晶石砖 包底：铝镁尖晶石碳砖 铝镁碳砖 镁碳砖 无碳刚玉尖晶石砖 注：整体浇注钢包采用刚玉尖晶石浇注料
2.3.4 底吹透气砖
钢包底吹氩是炉外精炼工艺的关 键，底吹透气砖是这一工艺最为 关键的功能元件。 主要作用：通过向钢水中供氩气 以便靠气体搅拌钢水，使钢水温 度均匀，成分均匀，排除钢中非 金属夹杂物。
图2.4 底吹透气砖
2.4 钢包的定修模式
◆小修：只对包衬耐材进行局部挖补及包底进行更换
的钢包。 ◆中修：指更换包衬全部工作衬的钢包。 ◆大修：更换包衬所有耐材的钢包。
2.3.3 滑动水口机构
钢包通过滑动水口开启、关闭 动作来调节钢液注流。滑动水口由 上水口砖、上滑板砖、下滑板砖、 下水口砖、接缝泥料组成。上滑板 砖固定在机构的固定框内。下滑板 砖和下水口砖安装在滑动框内，可 以前后移动，滑动框带动下滑板砖、 下水口砖移动调节上下注孔间的重 合程度控制流注大小，上、下滑板 内孔重合时水口开度最大，不重合 时水口关闭。下滑板砖与上滑板砖 靠机构的弹簧压紧，使移动过程中 滑板间不产生间隙，以防止发生滑 板漏钢。滑动框借助于驱动装置来 移动。
2.3.2 内衬耐火材料组成及作用
钢包内衬耐火材料的砌筑一般分为三层：保温层、永久层和工作层 。 ★保温层： 包温层紧贴壳体钢板，其作用是保温及防止钢包外壳变形。为了 减少钢水热损失，降低出钢温度，防止出现钢水温降大，就必须减少 包壁向外界热传导的热量。为降低包壁内衬的热传导率，通常在钢包 永久层与包壳体间铺砌保温层。 ★永久层： 永久层的作用是当工作层耐火材料局部侵蚀掉或侵蚀到很薄时， （1） （2） （3） （4） 防止漏穿的钢水烧坏金属壳，提高钢包金属壳体的使用寿命,最大限度 的使用工作层内衬提高钢包的使用寿命,提高使用的安全性,降低耐火 材料消耗。 ★工作层： 工作层耐火材料直接接触钢水与钢渣，承受着钢水与钢渣的机械 冲刷及高温化学侵蚀。工作层在钢包内衬中是最主要的一层，钢包的 寿命高低取决于工作层耐火材料的材质、砌筑水平以及钢水与钢渣对 此层机械冲刷、化学侵蚀的程度。因此对工作层的材质选择和砌筑必 须给以重视。