爐外精煉用耐火材料

　　鋼水爐外精煉是指將經轉爐或電爐中初煉的鋼水移至另一個容器中進行精煉的冶金過程，也稱為鋼包冶金或二次冶金，即把傳統的煉鋼過程分為了初煉和精煉兩步進行。

　　初煉時爐料在氧化氣氛的爐內進行熔化、脫磷、脫碳、去除夾雜和主合金化，獲得初煉鋼水;精煉則是將初煉的鋼水在真空、惰性氣體或還原性氣氛的容器中進行脫氣、脫氧、脫硫、去除夾雜物、夾雜物變性、成分微調和控制鋼水的溫度等。襯行爐外精煉可提高鋼的質量、縮短冶煉時間、優化工藝過程并降低生產成本。

　　爐外精煉選擇耐火材料的依據是什么呢?只要記好下面的7點就可以了。

　　01溫度

　　一般爐外精煉的溫度高達1550~1700℃，甚至達到1800℃。對AOD爐曾進行測定發現，當精煉的最高溫度提高10℃時，耐火材料壽命則降低30%。要求耐火材料具有高的耐火性能，能經受最高精煉溫度和局部過熱的沖擊，且在該溫度下出現的液相量較少，能抵抗低粘度爐渣的侵蝕。因此，應選擇純度和直接結合率高的堿性磚。

　　間歇操作又會引起溫度波動，造成爐襯剝落，溫度波動當然越小越好，一般采用中間烘烤和縮短爐次間停歇時間，減小鋼包溫度變化以提高爐襯壽命。在冶煉允許條件下，采用抗熱震性最優的鎂碳磚或用鎂鉻磚為好，若溫度急變雖大，但間歇時間較短，使用鎂白云石磚較好。如LF(V)鋼包，渣線部位用MgO-C或MgO-Cr203砌筑，側壁用MgO—GaO系或MgO—Cr203砌筑，底部一般采用優質高鋁磚。

　　02攪拌

　　所有爐外精煉法都裝有鋼水攪拌裝置。VOD、VHD(VAD)、AOD等是氬氣攪拌，一般在爐底吹氬處和距吹氬較近的爐壁損毀較嚴重。電磁感應攪拌(SKF)，一般則在攪拌器位置和攪拌器對稱位置爐襯損毀較重。由于攪拌作用造成鋼水及渣的劇烈沸騰，加速爐襯的損毀。因此，受沖刷嚴重侵蝕區應采用高溫強度大的優質耐火材料如鎂鉻質、高純鎂質、鉻剛玉質等。

　　03處理時間

　　精煉時間可長達1—4h，鋼水在鋼包中處理時間越長，爐襯損毀越嚴重。因此，應采用抗渣性好、高溫蠕變小的耐火材料。

　　04真空性

　　耐火材料的揮發速度隨溫度和真空度的提高而加大，爐渣滲透速度和數量也隨之加大。如LF(V)在高溫真空下的真空度可達67Pa以上，從而加速爐襯的損毀。耐火氧化物在真空中的穩定度與其蒸氣壓解離能、結合相活化能有關。在常用耐火材料的幾種氧化物中，以Al203和CaO最穩定。設若在MgO磚中或鎂鉻磚中加入A1203可顯著降低磚的揮發速度。在1700℃，10-1Pa，A1203揮發速度僅為MgO的l/100，MA尖晶石為MK尖晶石的l/44。可見，僅從真空揮發性考慮，采用高CaO的鎂白云石磚和含A1203的鎂鉻磚更好。

　　05正電弧加熱

　　ASEA-SKF、VHD(VAD)、LF等精煉爐都用電弧加熱，前者用電磁攪拌、后者用氬氣攪拌。接近電弧的熱點區，高溫直接熱輻射甚至高達2000℃，加之渣的噴濺，使爐襯損毀速度急劇增大。

　　工作電壓越大，電弧越長，電極與爐襯之間的距離越小，則爐襯損毀越嚴重。因此，盡量使用較低的電壓、大電流、短弧操作，控制電極極心圓越小越好。

　　06精煉的鋼種

　　鎂鉻質磚在還原氣氛的堿性爐渣下操作，磚中Cr203容易被還原成Cr。因此，精煉無鉻或低鉻鋼種時，不宜采用鎂鉻質磚襯，而應使用鎂白云石磚或鎂磚。精煉超低碳鋼時，為了避免可能性增碳，不宜采用鎂碳磚，應用鎂鉻質磚或鎂白云石磚為好。

　　07熔渣的性質

　　耐火材料應盡可能與爐渣相適應，最大限度的降低侵蝕速率，提高爐襯壽命。當n(C)/n(S)大于2時，MA尖晶石就不穩定，純鎂磚比鎂鉻磚抗渣蝕性好，宜選用鎂磚、鎂白云石磚和鎂炭磚，當n(C)/n(S)小于2時，應采用鎂鉻磚或鎂白云石磚。

　　爐襯的侵蝕取決于渣和耐火制品的接觸面積，接觸面積越大，渣蝕越嚴重。在制品顯氣孔率一定的條件下，渣的流動性越好，滲透磚中的渣量越大，渣蝕越嚴重。渣的黏度決定于其組成和溫度，一般酸性渣的黏度大于堿性渣。控制熔劑如CaF2的加入量有利于減輕爐襯的侵蝕。但是爐渣的堿度太小不利于脫硫，需要二者兼顧;渣的溫度越高，黏度越小，流動性越大，渣蝕越嚴重。

　　從各種磚的高溫特性和國內外爐外精煉高侵蝕區使用效果看：歐美等以鎂鉻質磚為主，日本則以鎂白云石質為主，我國則是鎂鈣質以及含碳制品、鎂炭磚為主。