DH真空脫氣爐、RH真空脫氣裝置裝置用耐火材料介紹

 

DH真空提升脫氣裝置在20世紀70年代得到了迅速的發展，實現了大型化和高產化。DH真空提升脫氣裝置進行脫氣時，將吸升管浸入鋼包的鋼水內，并進行抽真空。當鋼水受到相當于0.1MPa的壓力時被吸升到真空室內，每次吸入量約為鋼包容量的10%~15%。當真空室提升到上部位置或鋼包降到下部位置時，鋼水回流到鋼包內。真空室或鋼包反復升降30~40次，歷時20min，便可使鋼水達到完全脫氣，但其溫度約下降40~50℃。

 

為了生產高純鋼(除去夾雜成分)和高潔凈劑(除去非金屬夾雜物)，使用DH真空提升脫氣裝置進行脫C、N、H、O。

 

初期的DH真空提升脫氣裝置使用高鋁質耐火材料，鎂質耐火材料。后來改為上部槽選用直接結合MgO—Cr2O3磚，下部槽則選用電熔再結合MgO-Cr2O3磚，使其壽命大幅度提高。此外，也有選用MgO-MgO?Al2O3磚的，并取得較好的成績。

 

真空脫氣爐裝置用耐火材料

真空提升脫氣爐（DH）裝置用耐火材料應合理選用，以便提高設備的使用壽命和降低處理費用。目前，所選用的耐火材料主要是MgO-Cr2O3-Al2O3系統的直接結合磚、電熔再結合磚和半再結合磚，或者采用MgO-CaO-C系統的優質耐火材料制品，吸嘴等部位的襯體則用高鋁質或剛玉質耐火澆注料和耐火搗打料，也可采用鎂鉻質耐火搗打料。具體選用時，應根據其使用條件和耐火材料價格而定。據專家介紹真空提升脫氣爐（DH）裝置真空室及吸嘴的襯里，開始階段各國普遍采用高鋁耐火磚、鎂磚或白云石磚砌筑; 后來，真空室襯里改用鎂鉻磚砌筑，吸嘴外壁則用優良的高鋁質耐火搗打料或耐火澆注料制作，并提高了施工質量和改進了操作制度，使襯里的使用壽命大大提高。日本真空提升脫氣爐（DH）裝置初期階段壽命很低，自采用高質量的鎂鉻磚砌筑真空室襯里，并改進操作制度和實行鎂鉻質耐火噴涂料噴補后，真空室耐火材料內襯的使用壽命顯著提高。其中真空室中、上部的襯里壽命達到了3000-4000次，吸嘴襯體壽命可達1097次。選擇真空提升脫氣爐（DH）裝置用耐火材料，應根據各部位環境的不同，具體選用。也可適當采用噴補技術，但應該綜合地考慮使用條件和成本，使之長壽低耗。

 

真空脫氣鋼包用耐火材料 

鋼水脫氣處理、調整成分和調整溫度，除用氬氧爐外，大都在盛鋼桶(鋼包)內或真空容器中進行。鋼包內襯耐火材料在高溫下長時間與鋼水接觸，熔渣侵蝕、鋼水沖刷磨蝕突出；真空減壓使耐火材料組分易揮發，氣孔率增大，強度降低，渣蝕加劇。因此，脫氣鋼包的耐火材料的品質應更為優良。

1．真空脫氣銅包內襯 

一般為合SiO2低的高鋁磚，并采用加厚制品，或采用特級高鋁磚。

2．ASEA—SKF法鋼包 

ASEA—SKF法為電磁(或氬氣)攪拌真空服氣法。由于采用真空脫氣、電弧加熱、造邊脫硫、吹氧脫碳、合金化和取樣等多種操作，鋼包用耐火材料要承受化學侵蝕、熱應力作用及鋼水強烈環流沖刷作用。

 我國目前在渣線部位采用再結合鎂鉻磚和浸漬燒成鎂白云石磚，使用壽命為16—17次。采用電熔鎂磚后，使用壽命可達25—30次。其余部位分別采用鎂磚、鎂鉻磚、優質高鋁磚等，使用壽命為50次左右。 

 

RH真空脫氣裝置耐火材料的選擇

 

隨著高級鋼產量的增加，正在大力推廣增大環流量，大量吹入氣體的方法，以進行超低碳鋼的穩定生產和高速處理。加大環流量則使耐火內襯磨損增加，增加冷風吹入量造成了高溫剝落，鋼包熔渣吸入量增加又加大了結構剝落和侵蝕等。所有這些因素都會導致內襯耐火材料的損毀加快。因此，現在的RH/RH-OB內襯則以直接結合MgO-Cr?O?磚為主流，而在RH-OB的OB口(吹氧口)周圍使用半再結合或再結合MgO-Cr?O?磚，一部分使用MgOC磚。

 

用于RH裝置頂部和上部槽內襯的耐火材料，由于它不與鋼水和熔渣直接接觸，與下部相比，一般損毀都比較少。

 

中間槽部分，由于接觸鋼水和熔渣，或者由于高溫剝落，使耐火內襯遭到損毀。

 

下部槽包括浸漬管的耐火內襯是該裝置的高蝕區，它往往決定其使用壽命。在下部槽襯中，由于熔渣的滲入在磚內形成了變質層，并導致變質層與未變質層之間產生了與工作面平行的龜裂以致剝落而造成超前損毀。同時，因為滲入的熔渣，內襯材料的顆粒結合被切斷了，所以顆粒變得容易流失。因此，這一部位應選用組織劣化少、熔渣難以滲人，即使滲入也能保持粒子間的結合以及耐剝落性高的耐火材料。

 

由于氣體噴射引起的鋼水沖蝕和溫度變化而導致浸漬管的損毀原因如下：

1、氣體噴射導致風嘴周圍的損傷;

2、浸漬管端頭產生的層狀碎片;

3、澆注耐火材料出現的龜裂。

 

由于風嘴受到鋼水沖蝕的影響較大，超高溫燒成的高溫強度大的直接結合Mg0-Cr?O?磚用在這一部位時具有好的使用效果。

 

在RH爐內，鋼水處理一般都要經過脫氣和氣體噴射的過程，耐火材料在噴射狀態下磨損較大。

 

爐身下部操作嚴重的部位是環流管，其原因是由于襯里的結構限制了它的厚度，而且復雜形狀的耐火制品還要經過兩次加熱，所以沒有一種耐火材料有足夠長的使用壽命。

此外在RH-OB爐中，OB對耐火材料的使用也有重要的影響，在采用上部噴槍法時，耐火材料受到吹入的氧氣與鋼水中鐵等元素生成的氧化物(它會迅速地侵蝕耐火材料的工作面)及高溫反應氣體造成了損毀。因此選用Cr2O3含量高的MgO-Cr2O3磚才會具有較高的使用壽命。而暴露在高溫氣體下的部位選用Cr2O3含量低的MgO-Cr2O3磚會具有較好的綜合使用性能。

 

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