炼钢用耐火材料分析解析

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炼钢用耐火材料
1.炉盖耐火材料
浇注料种类 高铝质浇注料 莫来石质浇注料 主原料 特级矾土 莫来石 结合剂 铝酸钙水泥 Al2O3－80 铝酸钙水泥 Al2O3－80 辅助原料 刚玉粉＋钢纤维 刚玉粉＋钢纤维 添加剂 三聚/六偏 三聚/六偏
刚玉质浇注料
铬刚玉质浇注料
电熔白刚玉/致密刚玉
电熔白刚玉/致密刚玉
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炼钢用耐火材料
ห้องสมุดไป่ตู้
炉底用耐火材料
部位 材质 隔热层 一层石棉板，上铺硅藻土粉，其上平砌隔热砖 永久层 烧成镁砖（MgO95～96％）、沥青结合镁砖等，错缝砌筑 工作层 打结炉底：镁砂＋沥青、焦油（或卤水、水玻璃），镁钙铁砂 砌筑炉底：沥青结合镁砖、卤水结合镁砖
镁钙铁砂的性能：矿物相为MgO、C2F、C4AF、C2S、C3S 特点：C2F含量高，烧结优良，抗FeO侵蚀性好，抗渣渗透性强
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炼钢用耐火材料
制作透气砖时，可选用镁质及镁碳质原料，内镶一定 数量的不锈钢管，用等静压成型，其外形可制成圆形 或方形，其理化性能举例如下： 体积密度2.9g/cm3，显气孔率0.6%，耐压强度为 40MPa，高温抗折强度11MPa，MgO≧74％，C≧17％。
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炼钢用耐火材料
转炉用其它材料
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炼钢用耐火材料
出钢口受钢水冲击、炉渣侵蚀、空气和炉渣的氧化 作用及温度剧烈变化等综合因素的影响而损毁严重 。 提高出钢口质量的途径是采用优质原料并添加特殊 抗氧化剂的镁碳砖，并采用等静压成型以增加制品 的致密度与均匀度。
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炼钢用耐火材料
透气砖，设在炉底，目的是使惰性气体（氩气、氮气 ）均与地从炉底通入熔池。是顶底复合吹炼转炉的关 键制品。 透气砖分为弥散型、夹缝型及直通孔型等，有的采 用上述三种的复合型结构。目前转炉一般使用直通孔 型的透气砖为多。
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炼钢用耐火材料
LF炉用耐火材料
LF炉衬损毁因素：
（1）化学反应与熔蚀； 渣与砖反应，颗粒边缘形成不稳定矿相：C2S、 C3MS2、CMS、C2AS等 （2）高温真空下的挥发作用； 不同耐火材料的挥发速度：电熔镁铬质>镁质>锆英石>石灰质>白云石 （3）溶渣的侵蚀； 溶渣沿着砖基质部分的贯通气孔渗透至砖的内部，产生了变质层，易剥落 （4）热冲击和机械冲刷。
出钢口砖：高强度镁碳砖（C≥20 ％ ）、Al2O3－SiC－C砖 出钢口引流砂：a.镁橄榄石＋镁砂＋碳黑 b. 镁钙铁砂
新型出钢技术
CBT（中心炉底出钢 Centre bottom tapping） OBT（偏位炉底出钢 Offcentre Bottom Tapping） RBT （底出钢方式 Round Bottom Tapping）
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炼钢用耐火材料
炉缸、炉底与其它部位相比侵蚀较轻，可选用普通镁 碳砖。 采用顶底复合吹炼技术时，尤其是底吹CO2、O2等气 体时，损毁更为严重。应选用抗氧化性好、抗热震性 好、高温强度高、抗渣性强的高级镁碳砖。
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炼钢用耐火材料
依转炉使用不同部位，选用相应性能的镁碳砖是 提高转炉技术经济指标的有效方法。
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炼钢用耐火材料
中间包 • 隔热层：粘土砖 • 永久层：含氧化铝60%-80%的水泥浇注料 。 • 工作层：涂料，干式振动料（镁质）。
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炼钢用耐火材料
• 滑动水口 刚玉质 铝碳质 铝锆碳质
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炼钢用耐火材料
连铸三大件 长水口：石英，铝碳质，复合（渣线：镁 碳质，锆碳质，其他：铝锆碳质） 塞棒：高铝质，镁碳质，铝碳质，复合（ 渣线：镁碳质；塞头：铝锆碳质） 浸入式水口，石英，铝碳质，铝锆碳质， 复合（渣线： 锆碳质，其他：铝锆碳质， 铝碳质）
AOD炉用镁钙系砖 炉帽：沥青结合白云石砖 炉壁：白云石砖 炉底：镁白云石砖 风口区：超高温烧成白云石砖、电熔白云石砖
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炼钢用耐火材料
连续铸钢用耐火材料 （Refractories for continuous steel casting） 主要包括盛钢桶、中间包以及与之配套的整体 塞棒、滑动水口、长水口、浸入式水口、定径 水口等用耐火材料。
溅渣护炉技术：转炉出钢后，留一部分渣，加改渣剂（镁球或轻烧白 云石），提高渣中MgO含量，氧枪吹氧，使渣溅起，挂在砖壁上，每 炉一次，中国几乎全用。 冲击区修补料（大面料）：电熔镁砂、烧结镁砂＋沥青＋结合剂（机 油、柴油等） 大面料使用方法：出钢后，转炉到受铁位置，大铲将大面料铲入炉内 ，自动燃烧，自动流动填补受损区域，大面料在炉内底部的沥青由于 缺氧碳化将镁砂结合。 耳轴喷补料：镁砂＋消石灰Ca(OH)2+水，高压空气喷补，几炉一补。 出钢口修补料：镁砂＋树脂 炉口镁质捣打料：镁砂＋铬绿
炼钢用耐火材料
LF精炼炉
AOD
转炉炼钢 电炉炼钢
炉外精炼
VOD
中间包
结晶器
VD真空脱气
RH真空处理
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炼钢用耐火材料
转 炉(Converter)
转炉各部位工作条件的差异和操作因素的影响，炉 衬侵蚀速度极不均匀。 导致两侧耳轴、渣线、炉帽、出钢口等部位过早损 坏，其余部位虽然基本上完好，但是整个炉衬无法 继续使用。
— 3 ～5
<1.2 <1.2
刚玉质浇注料加水量5.5％，天津钢管公司使用寿命平均103炉。
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炼钢用耐火材料
电炉炉壁用耐火材料
部位 主炉壁 渣线 热点 材质 直接结合镁铬砖、预反应镁铬砖、镁砖 油浸镁砖、直接结合镁铬砖、熔铸镁铬砖、镁碳砖 油浸镁砖、直接结合镁铬砖、熔铸镁铬砖、镁碳砖
提高炉壁耐火材料寿命的技术措施：
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炼钢用耐火材料
复合吹炼过程中，供气元件承受钢水和炉渣的化学侵 蚀和强烈搅拌作用，频繁的温度剧变，以及供气的氧 化作用，其工作条件及其苛刻，要求透气砖具有耐高 温、耐侵蚀、抗冲刷、抗剥落和抗氧化性强的能力。 从冶炼的角度，要求透气砖能通过所需容量的气体， 产生的气泡细小且分布均与，使用安全可靠，其寿命 要求与炉龄同步或基本同步。

HOT（水平旋转出钢 Horizontal tapping）
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炼钢用耐火材料
普通钢包用耐火材料
渣线 材料 镁碳砖 铝镁碳砖 包壁 低碳镁碳砖（C％＝5～14） 铝镁碳砖 铝镁不烧砖（无碳砖） 铝镁浇注料 包底 铝镁碳砖 铝镁浇注料 刚玉尖晶石浇注料 包底用耐火材料 水口座砖 透气砖 透气座砖 引流沙（铬矿＋硅石）
铝酸钙水泥 Al2O3－80
铝酸钙水泥 Al2O3－80
α-Al2O3
α-Al2O3＋氧化 铬粉/铬刚玉粉
有机减水剂
三聚/六偏
性能
Al2O3，％ >93 >92
Cr2O3，％
CaO，％
CCS，MPa （110℃×24h） >60 >60
CCS，MPa （1550℃×3h） <100 >110
刚玉质 浇注料 铬刚玉质 浇注料
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炼钢用耐火材料
炉壁用耐火材料
厂家 江苏沙钢 润忠钢厂 南京钢厂 无锡市 钢铁厂 无锡锡兴钢铁 有限公司 上钢五厂 精炼炉容量 90t 75t 40t 40t 40tLF（V） 包壁 镁铝碳砖 镁铝碳砖 铝镁碳砖 MT14C镁碳砖 镁钙砖 包底 镁铝碳砖 镁铝碳砖 镁铝碳砖 镁铝碳砖 镁钙砖 渣线 MT14A镁碳砖 MT14A镁碳砖 MT14B镁碳砖 MT14B镁碳砖 镁碳砖 37次 寿命 70次以上 50次以上 45次以上
浇注料 种类 高档
主原料 板状刚玉＋尖 晶石
辅助原料 α-Al2O3
结合剂 纯铝酸钙水泥-80
添加剂 六偏
适用钢包类型 大钢包
中档
低档
电熔镁砂＋尖 晶石
矾土＋烧结镁 砂
—
—
纯铝酸钙水泥-80
硅灰
六偏
六偏
中钢包
小钢包
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炼钢用耐火材料
普通钢包用耐火材料
• 定型产品
种类 镁碳砖 主原料 电熔镁砂、烧结镁砂 辅助原料 石墨 结合剂 热固性酚醛树脂 添加剂 Al、Si粉等
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炼钢用耐火材料
根据炉衬各部位的损毁特点，选用不同等级和质量的衬砖 进行综合砌炉，使损毁达到基本均衡。 目前转炉使用的衬砖主要有焦油白云石砖、镁白云石砖和 镁碳砖，我国转炉主要使用镁碳砖作为炉衬材料。
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炼钢用耐火材料
渣线部位与熔渣长期接触，受渣蚀严重，需要砌筑具有优 良抗渣性的镁碳砖。 装料侧，吹氧时炉渣和钢水及装入废钢和铁水的直接撞击 和冲蚀。应选用具有抗渣性强、高温强度高、抗热震性好 的镁碳砖。

大结晶镁砂：高纯度，低SiO2、B2O3，高CaO/SiO2，晶粒大于150μm 高纯石墨：纯度 添加剂：Al、Si、Mg、合金、硼化物（ZrB2、CaB2 、Mg2B3 ）、B4C 真空油浸：可封闭气孔，提高抗侵蚀性 结合剂：酚醛树脂（较高残碳量50～60％），沥青，沥青－树脂复合
化学组成，％ MgO ≥82 CaO 6～ 7 Fe2O
3
SiO2 ≤1.5
Al2O
3
粒度 ，mm 0～ 8 0～ 5 ≥2.40
堆积密度，g/cm3
7～ 8
≤1.0
直流电炉炉底：用导电的烧成镁碳砖、镁碳捣打料
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炼钢用耐火材料
出钢系统用耐火材料
偏心炉底出钢（EBT--- Eccentric Bottom Tapping) ）
铝镁碳砖
电熔镁砂、烧结镁砂 、矾土、棕刚玉 特级矾土、棕刚玉、 电熔镁砂
石墨
热固性酚醛树脂
铝镁不烧砖 （无碳砖）
尖晶石
水玻璃 水泥 卤水 纸浆废液
六偏
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炼钢用耐火材料
普通钢包用耐火材料
透气砖（porous plug）：由弥散型向定向型发展，材质（刚玉、 铬刚玉）质浇注料浇注而成，但与包衬寿命难以同步。 快速更换透气砖系统：底板焊在钢包底部，安装时坚持装置 夹注透气砖并使其就位在中心位置上，更换时用松脱楔形砖。
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炼钢用耐火材料
AOD炉用耐火材料
• AOD（氩氧脱碳精炼）法 AOD法基本原理：利用气体稀释的方法， 使一氧化碳分压力降低，而不需要设备昂贵的 真空设施。 AOD主要与电炉双联生产各种不锈钢
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炼钢用耐火材料
AOD炉用耐火材料
AOD炉用镁铬系砖： 炉帽：普通镁铬砖、高铝可塑料 炉衬：直接结合镁铬砖、再结合镁铬砖、半再结合镁铬砖 风口砖：高纯直接结合镁铬砖和再结合镁铬砖
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炼钢用耐火材料
均热炉 炉盖和炉口：粘土砖 炉墙：硅砖 炉墙下部及炉底：高铝砖，镁砖，镁铬砖。
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炼钢用耐火材料
加热炉 预热段 加热段 均热段 炉顶：粘土砖 炉墙：高铝砖 炉底：镁砖，电熔刚玉，AZS
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