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            中頻爐冶煉不銹鋼用吹氬透氣磚的研制

            作者:本站      時間:2019-08-29

            針對目前中頻爐缺少精煉功能、不銹鋼鑄件中夾雜物含量經常超標的特點,開發出適用于中頻爐冶煉不銹鋼用吹氬透氣磚,使中頻爐實現精煉功能。工業應用表明,透氣磚的使用壽命能夠與中頻爐爐襯壽命同步,中頻爐通過向爐內吹氬氣泡,可大幅度降低不銹鋼鋼液中氣體和氧化物夾雜物的含量,有效提高鋼液質量,最終提高鑄件等級。

             中頻爐冶煉不銹鋼用吹氬透氣磚的研制(圖1)

            不銹鋼鑄件中碳化物、氣體夾雜和氧化物夾雜物的存在是造成其力學性能和耐腐蝕性能差的主要原因,而不銹鋼鑄件中各種夾雜物的含量與中頻爐所熔化鋼液的純凈度密切相關。AOD、VOD等精煉設備的效果雖好,但投資和運行成本極高,不適合數眾多的中小不銹鋼鑄造廠家和中小型軋鋼廠。目前中頻爐生產不銹鋼的工藝大多采用重熔法,無精煉功能,對重熔過程中帶入的各種夾雜物無法去除,鋼液質量得不到有效保障,造成鑄件等級低。如何高效低成本地降低不銹鋼鑄件在重熔過程中產生的各種夾雜物含量,成為中頻爐生產不銹鋼鑄件制造商迫切需要解決的課題。向鋼液中吹氬攪拌去除各種類型的夾雜物的工藝已經成為大型鋼鐵企業生產高質量高附加值品種鋼工藝的必備環節。通過吹氬精煉,可以使鋼液達到脫氣、脫碳和去除氧化物夾雜等目的,更有意義的是,向含鉻鋼液中吹氬時,在脫碳的同時鋼液的含鉻量不會變化。根據市場的迫切需求,開發出適用于中頻爐熔煉不銹鋼鑄件的吹氬透氣磚,可低成本、高效率降低中頻爐熔煉不銹鋼過程中各種夾雜物的含量,提高鑄件等級,使不銹鋼鑄件制造商獲得良好的經濟效益。

             中頻爐冶煉不銹鋼用吹氬透氣磚的研制(圖2)

            中頻爐對透氣磚的使用要求中頻感應爐對透氣磚的要求主要有三點:良好的安全性:穩定的氣體流量;足夠的使用壽命。

             

            透氣磚的材料研究研制的產品主要用于冶煉不銹鋼的中頻爐,使用溫度較高、爐均吹氬時間和總吹氬時間都比較長,因此透氣磚材料應具備良好的抗鋼液和渣的滲透性及良好的高溫強度。由于中頻爐熔煉不銹鋼溫度較高,且不銹鋼鋼液粘度低、滲透能力強,采用普通透氣磚材料時,鋼液中的合金成分容易與透氣磚工作面材料起化學反應,堵塞透氣通道,使透氣磚喪失透氣功能。因此,透氣磚材料以文獻[2]中所述的配方為基礎,對其中的某些原材料進行優化調整,以適應不銹鋼的熔煉。

            中頻爐冶煉不銹鋼用吹氬透氣磚的研制(圖3)

             

            原材料主要原材料為板剛玉(6-Omm)、電熔白剛玉(3Omm)、活性氧化鋁微粉、富鋁尖晶石粉、氧化鋯粉和純鋁酸鈣水泥等。

             

            減液劑的優化在本次試驗中,對文獻[2】中提供的配方使用的減液劑進行了調整,采用FSIOFWIO復合方式,二者比例為173。在保證足夠流動值和成型時間的前提下,成功地使加水量降低了0-3%,提高澆注料的致密度,為進一步提高澆注料的性能奠定了基礎

             

            透氣磚的結構研究231整體結構透氣磚的損毀大部分是由氣流和鋼液流動沖刷引起的。中頻感應爐中,由于爐內容積小,鋼液量少,熔煉所需的氣體量遠小于鋼包,這就意味著在材料確定的情況下,透氣磚在中頻爐內可望擁有比在鋼包中更長的壽命,同時,基于安全性考慮,中頻爐內底吹透氣磚設置為整體透氣磚,即將透氣磚苧=和座磚成型為一個整體后使用。

             

            透氣量沒定根據透氣磚在鋼包上的使用經驗,考慮中頻爐容積和鋼液液面高度,透氣磚流量設定為03MPa25Nm3h.

             

            工業應用試驗透氣磚在中頻爐中的安裝非常簡單,不需要塒中頻爐的結構進行大的改造,只需要在爐底的石棉板或預制塊上鑿o4060ram的孔以引導透氣磚的吹氬管道,再配上瓶裝工業氬氣作為氬氣源即可。分別在150k~、250kg750kq中頻感應爐中進行了底吹試驗,表3所列為試驗條件和結果:由表3可看出,試驗透氣磚的性能完全可滿足中頻感應爐冶煉的需要,其壽命不會成制約感應爐總體壽命的因素。同時在試驗過程中發現,在應用底吹措施后,由于氣流的沖刷作用,無論是搗打爐襯還是坩鍋,在其中上部均有蝕損加快的情況,致使爐襯壽命有所降低。檢測報告表明,與不采用吹氬相比,采用吹氬工藝時鋼液中[0】、IN][H1的含量均有顯著的降低。同時,檢測報告還指出,鋼液中的j球形夾雜物含量低于鍛造標準,球形氧化夾雜物含量達到了05A標準。此結果表明,中頻感應爐應用透氣磚吹氬工藝可有效地改善鋼液質量,提高鑄件等級。此外,還對冶煉不銹鋼所用爐料的檔次比例進行了試驗。在無吹氬處理的條件下,高檔不銹鋼爐料和普通不銹鋼爐料的最低比例為64時,鋼液質量才能滿足生產要求,但是,在吹氬處理的條件下,該比例可降低到55,甚至46,即采用吹氬處理工藝可以消化更多低檔次的不銹鋼金屬爐料。在當前高檔不銹鋼爐料價格持續高攀的情況下,中頻爐生產不銹鋼鑄件采用吹氬工藝可降低金屬爐料的采購成本,提高不銹鋼鑄件的市場競爭力,創造良好的經濟效益.

             

            以高性能澆注料為基礎,通過優化材料和改進結構研制成功適用于中頻感應爐熔煉不銹鋼的底吹氬透氣磚,并驗證了其工業應用的可行性。中頻感應爐熔煉不銹鋼采用透氣磚吹氬工藝可有效降低鋼液中【O】、IN]In]等元素及氧化物夾雜含量,改善鋼液質量,提高鑄件等級。中頻感應爐熔煉不銹鋼采用透氣磚吹氬工藝可消化更高比例的低檔次不銹鋼爐料,降低金屬爐料的采購成本,提高鑄件的市場競爭力。


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