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RH炉工作原理及耐火材料内衬结构介绍

编辑:耐火砖厂家   分类:行业资讯  发布:2021-11-24   浏览:
镁铬砖.jpg
 
RH炉的工作原理
采用气泵原理实现真空循环除气。先抽真空,把钢液从浸渍管吸进真空腔,然后用上升管的侧壁把氩吹到钢液中。由于钢液的高温以及真空室上压低的作用,这些氩气迅速膨胀,钢液混合气的密度沿着浸入管的高度逐渐减小,并在密度差引起的压差作用下,将钢液送入真空腔。钢液和气体的混合物进入真空室,在高真空状态下释放出气体,同时钢液变成钢珠。钢水珠里要去除的气体在高真空状态下向真空释放的过程中,再把钢水珠子变成较小的钢珠,从而达到非常好的脱气效果。排出气体的钢液沿下降管回到钢包内。通过循环真空脱气,钢液中的氢气和夹杂可去除钢液中的氢气。
目前RH真空精炼炉由于增加了吹氧、喷脱硫粉剂等设备,具有脱氧脱碳、提温、脱硫、除气、非金属夹杂物.控制钢液组分.有利于合金均匀化等功能;对钢质量有保证,近年来,RH精炼炉得到了很大程度的净化钢种,对RH炉的开发和推广非常迅速,已经成为许多钢铁企业普遍采用的一种精炼高质量超低碳钢等钢种的方法。全球现有RH精炼炉约200余台。
RH精炼设备主要由以下几个部件组成:真空腔.浸渍管(上升管.下降管).真空除气装置(真空排气管).合金加料器.钢水循环用氩气喷吹装置.钢包及钢包升降装置.真空室预热装置。工作时将两根浸渍管的真空室插入钢包的钢水内,通过一根管子进入氩气,利用空气压力使钢水循环,从而达到除气、除碳、除氧和调节成分的目的。
 
RH真空脱气耐火材料的选用原则
目前,随着先进钢产量的不断提高,正在大力推广提高环流、大放气法,以实现超低碳钢的稳定生产和高速加工。循环流量的增加,则使耐火衬里的磨损增大,冷风吹量的增加引起了高温剥落,而钢包熔渣吸入量的增加又加剧了结构剥落和腐蚀。上述因素加速了衬里耐火材料的破坏速度。所以,现在的RH/RH-OB衬里就是直接与MgO-Cr联合在一起了。O?Cr-Cr-是用于砖块的主流,在RH-OB的OB口(吹氧口)周围进行半再结合,还是MgO-Cr-O?部分砖块采用MgOC砖。
RH装置上、上槽衬里用的耐火材料,因其与钢液、炉渣不直接接触,一般较下部损坏较小。
由于接触钢水、炉渣,或因高温剥落,中间槽段的中间槽段,损坏耐火衬里。
下槽包括浸渍管的耐火衬里,即设备的高腐蚀区域,常决定其使用寿命。下槽衬砌时,由于熔渣的渗入使砖内部形成了变质层,并且在变质层和未变层之间产生了与工作面平行的龟裂,以致剥落,造成超前破坏。与此同时,由于渗出的熔渣,内衬材料的颗粒结合力被切断,使得颗粒易流失。所以,这一部位应选择组织低劣化.熔渣不易渗人,即使渗入也能保持颗粒之间的结合和抗剥落能力强的耐火材料。
 
因喷气造成钢液冲刷和温度变化而造成浸水管损坏的原因如下:
1.气体喷射造成风嘴周围损坏;
2.在管道末端产生的分层碎屑;
3.浇铸耐火材料出现开裂现象。
在超温燃烧时,由于钢液冲刷对风嘴有很大影响,所以在高温下将Mg0-Cr直接结合在一起。O?
在这一部位用砖有佳的使用效果。
RH炉对钢液的处理一般要经过除气、气两种工艺,喷射状态下耐火材料的磨损较大。
由于炉内结构对炉体厚度的限制,以及复杂形状的耐火材料需要再加热两次才能使炉体具有足够的寿命,因此,任何一种耐火材料都不能有足够的寿命。
另外,OB在RH-OB炉中对耐火材料的使用也有很大影响,在采用上喷方式时,其所受的氧和钢水中铁等元素的氧化作用(耐火材料的表面会迅速腐蚀耐火材料)和高温反应气体引起破坏。所以,选择高Cr2O3含量的MgO-Cr2O3砖,才能延长使用寿命。但在高温气下,选择了Cr2O3含量低的MgO-Cr2O3砖,其综合使用性能更佳。
 
RH炉耐火材料破坏机理研究
1.钢液高速循环流动的冲蚀。
2.温度波动导致建筑开裂。
3.真空吹氧对镁铬转的破坏。
4.铁硅酸渣对真空室下炉衬的腐蚀。
5.脱硫粉末的侵蚀。
6.由于浸渍管耐火材料衬里易腐蚀的其他原因。
 
RH精炼炉耐火衬里层结构
RH精炼炉耐火材料内衬是真空、高温的工作环境。RH炉这种细长的容器可分成上、中、下几段,一部分可更换,一部分浸入钢水中,耐火材料的使用寿命取决于所装的部位,越低的使用寿命越短,升降管的寿命就越短。
RH精炼炉用耐火材料衬里的腐蚀因素,RH精炼炉用耐火材料衬里一般采用镁铬砖或碱式整体衬里,或根据局部使用情况,对其进行分区砌衬。
1)热弯管
热弯管是RH真空槽排烟管道,由工质、保温层、保温层等组成。为了适应频繁的温度变化,工作层具有较好的抗热震稳定性和烟气冲刷性。绝热层及隔热层要求选择导热系数小、体积稳定的耐火砖或绝热材料。
2)上部槽
上槽口无直接接触,无剧烈冲刷,但在处理钢水时会有一定量的钢水溅到这里,并且这里的使用温度要比热弯管高,所以选用半再结合镁铬砖作为耐火内衬。
3)合金进料口。
铝合金装料口是在钢液中添加合金的通道,合金装料口承受着合金材料抛射的机械冲击磨损,工作环境恶劣,设计要求高。因为合金供料口的特殊工作环境,垂直下料冲击区域具有较高的机械磨损,常在冲击区形成冲击凹坑,降低了合金加料口的使用寿命。所以该部位一般采用高强电熔复合镁铬砖。
4)下部槽
下槽与钢液在真空循环除气处理过程中直接接触,由于高温.热循环.真空和钢液高速流动,下部槽体工作环境十分恶劣。下槽炉衬冲刷主要是由渣与耐火材料的热面作用以及流动钢液对耐火材料的磨蚀和热剥落所造成的,所以这一部位常采用电熔镁铬砖。
5)浸管,循环管。
RH处理时,浸渍管的工作环境恶劣,使用寿命短,其主要原因是钢液冲刷及处理间隙急热所造成的表面热剥落。外衬层的破坏主要是由于钢渣氧化造成的冲刷,下口掉料的原因除了本身热破坏外,还与内部钢胆的高温膨胀变形有关,考虑到该部位的重要性和特殊性,浸渍管的砌筑好采用整体预装配的方式。
循环腐蚀机理与浸管基本相同,主要是由于钢液冲刷和处理间隙急冷急热引起的表面热剥落,因此这里还采用了抗冲刷性能好的电熔再结合镁铬砖砌筑。
 
RH精炼炉内主要控制耐火砌块
1.RH精炼炉内壁采用导火面砌筑;
2.RH精炼炉工作层砌体宜干砌,内表面上.底层间错缝不得超过2mm;
3.环流管和浸水管道宜采用组合砖砌筑,组合砖高度的允许偏差为0-3mm,每组砖块尺寸允许偏差范围±1mm;
4.组合式砖竖缝应错开,砖环中心线和法兰盘中心线的允许偏差应在0-3mm之间;组合砖环间宜采用耐火泥砌筑;
5.用耐火浇注料浇铸浸渍管外胆时,应振捣密实,并按规定养护.烘烤;
6.底槽环流管装配时,与浸渍管的偏心度不能超过3mm;底槽砖和环流管周围的砖头应仔细加工;当使用耐火材料或耐火浇注料时,应留置50mm-70mm的间隙,并用木楔临时固定,待槽底砖砌筑完成后,再捣打或浇注;
7.底槽和中槽上一圈砖应该低于法兰面15mm-20mm,并应铺设耐火陶瓷纤维毡,其厚度应在完全压实后不低于法兰面;
8.底槽和中部槽.中间槽与上槽对接时,密封槽应严密密封,法兰栓应牢固连接。

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