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近年來(lái)，隨著汽車、造船以及機(jī)械等制造業(yè)對(duì)鋼鐵需求的不斷增加，進(jìn)一步促進(jìn)了鋼鐵制造業(yè)的高速發(fā)展。鋼鐵生產(chǎn)離不開(kāi)耐火材料，在一定程度上直接影響著產(chǎn)品質(zhì)量以及鋼鐵業(yè)未來(lái)發(fā)展方向。當(dāng)前，煉鋼新技術(shù)的應(yīng)用和生產(chǎn)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化對(duì)耐火材料要求越來(lái)越嚴(yán)格，相關(guān)學(xué)者也加強(qiáng)對(duì)煉鋼用耐火材料的研究投入，以全面提高煉鋼用耐火材料的使用性能。所以，文章就煉鋼用耐火材料進(jìn)行深入分析具有深遠(yuǎn)的現(xiàn)實(shí)意義。
1、煉鋼用耐火材料的使用情況
耐火材料是煉鋼生產(chǎn)的必備要素之一，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步與生產(chǎn)生活對(duì)煉鋼用耐火材料需求日益增加，對(duì)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)和煉鋼用耐火材料的性能提出了新的要求。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，鋼鐵業(yè)出現(xiàn)了鎂碳磚或者鎂鈣炭磚，主要原料是鱗片石墨，其晶粒大，雜質(zhì)含量低，由于鱗片石墨具有良好的導(dǎo)熱性和韌性，進(jìn)一步提高了耐火材料的穩(wěn)定性與抗渣性，使得我國(guó)煉鋼技術(shù)又上了一個(gè)新的臺(tái)階。
2、冶煉設(shè)備和工藝
鋼鐵是大型船舶、冶金、軍工以及航天航空等重大裝備制造業(yè)的基礎(chǔ)與前提，隨著科學(xué)技術(shù)與社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，耐火材料的技術(shù)也得到完善和發(fā)展，生產(chǎn)成本降低，使用壽命和使用性能得到提升，這有利于生產(chǎn)出高品質(zhì)的產(chǎn)品。進(jìn)一步促進(jìn)鋼鐵生產(chǎn)工藝的提升和鋼鐵的穩(wěn)定發(fā)展。在鋼鐵生產(chǎn)過(guò)程中，決定產(chǎn)品質(zhì)量重要環(huán)節(jié)的是冶煉鋼水的質(zhì)量，這對(duì)鋼水的化學(xué)成分和純凈化控制提出嚴(yán)格要求，也就是說(shuō)只有對(duì)鋼水化學(xué)成分進(jìn)行嚴(yán)格控制，且提升凈化水平，才可以保證鋼水質(zhì)量。
根據(jù)研究數(shù)據(jù)表明，耐火材料的性質(zhì)和性能與鋼水成分控制的精細(xì)化有著密切的關(guān)系，不僅影響著鋼水成分控制，還影響其中非金屬夾雜含量，尤其是爐外精煉和中間包澆筑過(guò)程中，耐火材料的質(zhì)量直接影響著鋼水的質(zhì)量。鑄件和鋼錠生產(chǎn)需要經(jīng)過(guò)精煉爐處理，一般一座100t超高功率電驢和一座120t精煉爐，最大可以生產(chǎn)500t級(jí)雙真空鋼錠以及700t級(jí)鑄件毛坯。鋼水經(jīng)過(guò)真空脫氣之后，在經(jīng)過(guò)中間包進(jìn)行真空澆筑，減少關(guān)鍵焊縫的數(shù)量，進(jìn)一步提升產(chǎn)品品質(zhì)。
圖1鋼錠生產(chǎn)工藝路線
3、煉鋼用耐火材料研究分析
煉鋼生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)耐火材料不斷提出新的要求，現(xiàn)階段，煉鋼用耐火材料的生產(chǎn)工藝、使用技術(shù)和產(chǎn)品功能等方面還存在一定問(wèn)題，這樣促使相關(guān)學(xué)者加強(qiáng)對(duì)煉鋼用耐火材料的研究。為了滿足和推動(dòng)煉鋼技術(shù)的發(fā)展，提高煉鋼用耐火材料的使用性能，還需要對(duì)煉鋼用耐火材料的質(zhì)量進(jìn)行改進(jìn)、施工、修補(bǔ)，降低單耗。鑄鍛件的冶煉生產(chǎn)是離不開(kāi)冶金設(shè)備的，而鋼錠的生產(chǎn)相比鑄件來(lái)說(shuō)，對(duì)于質(zhì)量要求和化學(xué)成分控制更為嚴(yán)格。
首先，煉鋼用耐火材料選擇應(yīng)該注意的問(wèn)題。煉鋼用耐火材料的常溫耐久強(qiáng)度、重?zé)€收縮和荷載軟化溫度等要素是直接影響煉鋼用耐火材料質(zhì)量的關(guān)鍵，一般來(lái)說(shuō)，對(duì)于煉鋼設(shè)備來(lái)說(shuō)，并不是非常嚴(yán)格，而煉鋼用耐火材料最基本的性能要求就是在鑄造的過(guò)程中不能軟化、不能變形，并且保持一定的韌性和密度。
有些煉鋼用耐火材料材質(zhì)對(duì)溫度較為敏感，這就需要考慮煉鋼設(shè)備的反應(yīng)氛圍，面對(duì)目前的鋼鐵形式，鋼包是連接爐前-精煉-鑄機(jī)的重要設(shè)備，在生產(chǎn)實(shí)踐中，經(jīng)常由于現(xiàn)場(chǎng)操作人員對(duì)上水口的定位的重要性認(rèn)識(shí)不足或者對(duì)滑板火泥的材質(zhì)要求不嚴(yán)，涂抹火泥較厚為10mm左右等原因，造成生產(chǎn)中斷、燒毀設(shè)備等一系列問(wèn)題，給鋼廠的生產(chǎn)和人身安全帶來(lái)極大的危害。這就需要重新制定操作規(guī)程，改變使用耐火材料的材質(zhì)，保證安全，高效生產(chǎn)。并且就某些煉鋼用耐火材料材質(zhì)進(jìn)行綜合分析，比如含碳量較高的耐火材料，在氧化性氛圍下很容易發(fā)生氧化，不適合在氧化性氛圍強(qiáng)的條件下使用。同時(shí)，原有的鹵水和鎂質(zhì)火泥已經(jīng)無(wú)法適應(yīng)當(dāng)前需要，改為更高品質(zhì)的水和鋁鉻質(zhì)火泥?？紤]耐火材料的組成材質(zhì)和含量成分，將原滑板凸臺(tái)表面的火泥由原來(lái)的10mm降為3mm。
其次，精煉包用耐火材料。為了滿足煉鋼技術(shù)設(shè)備大型化、自動(dòng)化以及對(duì)節(jié)能環(huán)保等反面的要求，需要對(duì)精煉包用耐火材料的改進(jìn)、生產(chǎn)工藝和修補(bǔ)技術(shù)進(jìn)分析，降低單耗，延長(zhǎng)使用壽命。精煉爐最早是由日本發(fā)明的，其主要作用就是將電路還原和進(jìn)行合金化處理，一般來(lái)說(shuō)，電路用于生產(chǎn)粗質(zhì)煉鋼水，以提高生產(chǎn)效率。在煉鋼過(guò)程中，主要是為精煉爐提供碳、鎂、磷等化學(xué)物質(zhì)，且溫度必須符合規(guī)格要求，同時(shí)在脫碳過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生劇烈的碳氧反應(yīng)，如果耐火材料的密度不足，氣孔就會(huì)增多，鋼水會(huì)沿著氣孔深入到耐火材料中，使得材料的組織結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。
現(xiàn)有重軌引流劑，在不用烘烤器底下的鋼包時(shí)，經(jīng)常發(fā)生引流開(kāi)澆，造成鑄坯掉隊(duì)、降速等。這就要求引流劑生產(chǎn)廠家將鋯質(zhì)引流劑里的鋯沙含量達(dá)到70%，鋼包烘烤溫度必須達(dá)到1000℃。由于精煉包用耐火材料對(duì)生產(chǎn)環(huán)境的要求，因?yàn)槊摿仔枰诟邷馗邏A環(huán)境下進(jìn)行，需要加入大量的石灰，且脫碳需要在極高的溫度下進(jìn)行，當(dāng)隨著生產(chǎn)溫度越來(lái)越高，材料就會(huì)融化剝落。這就需要精煉包用耐火材料在高溫下具有較強(qiáng)的抗堿性，抵制爐渣的侵蝕，也就是說(shuō)具有高溫化學(xué)穩(wěn)定性和較強(qiáng)的溫力學(xué)性能。隨著鑄鍛件產(chǎn)品要求越來(lái)越嚴(yán)格，精煉爐已經(jīng)成為鋼鐵業(yè)不可缺少的設(shè)備之一精煉爐的重要作用就是對(duì)鋼液進(jìn)行脫硫、脫氧和合金化處理，由于精煉包用耐火材料具有良好的抗渣性、高熱導(dǎo)率和抗熱性能，目前世界上很多國(guó)家都采用精煉包用耐火材料作為爐壁工作層材料。
重機(jī)廠鋼錠對(duì)氫、氧氣等氣體含量要求比較嚴(yán)格，大部分鋼液都需要經(jīng)過(guò)真空處理，要求真空之前的鋼水溫度不能低于1680℃，選用鋯質(zhì)材料的引流劑，保證烘烤器下的鋼包罐內(nèi)溫度達(dá)到1000℃以上。在滑板凸臺(tái)面上涂抹完滑板火泥后，再涂抹一層大鱗片石墨，最后在對(duì)鋼液進(jìn)行合金化處理。
4、結(jié)語(yǔ)
鋼鐵業(yè)的高速發(fā)展對(duì)耐火材料的要求越來(lái)越嚴(yán)格。鑄鍛產(chǎn)品的質(zhì)量與耐火材料有著緊密的聯(lián)系，選擇耐火材料之后必須考慮設(shè)備的生產(chǎn)環(huán)境和工藝技術(shù)。
評(píng)論區(qū)
