6炉外精炼用耐火材料全解
炼钢用耐火材料
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炼钢用耐火材料
2.LF炉用耐火材料
• LF（V）炉衬损毁因素：
（1）化学反应与熔蚀； 渣与砖反应，颗粒边缘形成不稳定矿相：C2S、 C3MS2、CMS、C2AS等 （2）高温真空下的挥发作用； 不同耐火材料的挥发速度：电熔镁铬质>镁质>锆英石>石灰质>白云石 （3）溶渣的侵蚀； 溶渣沿着砖基质部分的贯通气孔渗透至砖的内部，产生了变质层，易剥落 （4）热冲击和机械冲刷。
•
HOT（水平旋转出钢 Horizontal tapping）
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炼钢用耐火材料
三、炉外精炼用耐火材料
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炼钢用耐火材料
1.普通钢包
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炼钢用耐火材料
1.普通钢包
钢液面
A
俄罗斯110T钢包
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炼钢用耐火材料
2.普通钢包用耐火材料
渣线 材料 镁碳砖 铝镁碳砖 包壁 低碳镁碳砖（C％＝5～14） 铝镁碳砖 铝镁不烧砖（无碳砖） 铝镁浇注料 包底 铝镁碳砖 铝镁浇注料 刚玉尖晶石浇注料 包底用耐火材料 水口座砖 透气砖 透气座砖 引流沙（铬矿＋硅石）
铝镁碳砖
电熔镁砂、烧结镁砂 、矾土、棕刚玉 特级矾土、棕刚玉、 电熔镁砂
石墨
热固性酚醛树脂
铝镁不烧砖 （无碳砖）
尖晶石
水玻璃 水泥 卤水 纸浆废液
六偏
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炼钢用耐火材料
2.普通钢包用耐火材料
•透气砖（porous plug）：由弥散型向定向型发展，材质（刚玉、 铬刚玉）质浇注料浇注而成，但与包衬寿命难以同步 •快速更换透气砖系统：底板焊在钢包底部，安装时坚持装置 夹注透气砖并使其就位在中心位置上，更换时用松脱楔形砖
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炼钢用耐火材料
炉外精炼的特点及常用的耐火材料
炉外精炼的特点及常用的耐火材料
炉外精炼也就是把一般在炼钢炉内需要完成的精炼任务，如脱硫、脱氧、去除有害气体和非金属夹杂、调整成分等，部分或全部移至盛钢桶或专用容器内完成。
炉外精炼之所以能迅速发展和广泛应用，是因为它可以提高炼钢效率，改善钢的质量，降低生产成本。
虽然炉外精炼的方法很多，但其基本手段主要有真空处理、惰性气体搅拌或电磁搅拌、吹氧或电弧加热、添加合金和喷粉等。
由此也可以看出炉外精炼用的耐火材料的使用条件非常苛刻。
总的来说，炉外精炼常用的耐火材料有各种镁铬砖、镁白云石砖、白云石砖、镁碳砖、高铝砖及某些耐火浇注料等。
炼铁用耐火材料
国产陶瓷杯砖如刚玉－莫来石砖，刚玉－碳化硅砖等在大、 中型高炉上广泛应用。由于陶瓷杯砖的导热系数较小，对炉缸 的铁水有保温作用，因而能提高铁水温度，降低能源消耗，炉 缸热量充足又利于高炉操作，提高铁水质量，因而陶瓷杯炉底 炉缸结构得到迅速发展。
小型高炉现在多使用炭素料捣固或炭块砖砌筑。这部分砖 衬同炉缸的砖衬砌成整体，为防止风口周围氧化的侵蚀,需 要用高铝砖、粘土砖或耐火混凝土的砌筑保护层以便防止烘 炉和开炉过程中炭素材料的氧化。
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炼铁用耐火材料
1.4.5 铁口部位用耐火材料
铁口部位用耐火材料要承受铁水和炉渣的侵蚀和冲刷，以及在 开、堵铁口时受开口机和泥炮的外力影响。因此铁口部位用耐火 材料要求抗炉渣、铁水侵蚀性好、抗机械应力的能力好.同时砌筑 结构上要稳定.采用大块异型组合砖，砌筑时砖缝上下错开，每个 单体相互咬合，使来自炉内外的压力向四周传递，从而使整个砌 体受力保持平衡，达到砌体密封性和稳定性的目的。
2.2 热风炉耐火材料的性能要求
荷重软化点高 耐冲击性好 气孔率低 体积密度大 抗蠕变性能好 主要用耐火材料有：粘土砖、高铝砖、低蠕变高铝砖、硅砖等。
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炼铁用耐火材料
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3. 高炉出铁场用耐火材料
炼铁用耐火材料
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炼铁用耐火材料
渣铁分离
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炼铁用耐火材料
3.1 高炉出铁口炮泥
炮泥是用来封堵出铁口的耐火材料，目前多采用Al2O3－SiC －C质材料，可分为有水炮泥和无水炮泥两大类。其中有水炮 泥一般用于顶压较低、强化冶炼程度不高的中小型高炉；无水 炮泥则应用于顶压较高、强化冶炼程度较高的大中型高炉。
耐火材料第六章 尖晶石耐火材料讲解
气氛影响： 还原气氛下，细粉镁砂中的MgO置换铬矿中的FeO，体积收缩 24.3％，产生烧成裂纹。 氧化气氛下，铬矿中的FeO氧化成Fe2O3，形成(Fe,Cr)2O3固溶 体，体积收缩1.5%；同时由MgO置换出来的FeO氧化成Fe2O3， 随即与MgO结合成铁酸镁，这两个反应的总体积膨胀只有 6.6%。 所以，含铬矿的材料应该在弱氧化气氛下烧成。
◆理论尖晶石/真尖晶石
—— 化学纯度 ◆ 矾土基尖晶石/中档尖晶石 ◆ 氧化铝基尖晶石/高纯尖晶石
—— 生产工艺 ◆ 轻烧尖晶石 ◆烧结尖晶石
◆ 电熔尖晶石
4）性能 ◆ 热震稳定性良好； ◆ 抗铁渣、K2O和Na2O的硫酸盐侵蚀性强； ◆ 还原气氛下体积稳定性优良； ◆ 抗游离CO2、SO2和SO3冲刷性能1强4 。
12.7-12.8
7.6
铬尖晶石质耐火材料
结合方式
—— 普通镁铬砖 —— 直接结合镁铬砖 —— 再结合/半再结合/共烧结镁铬砖 —— 化学结合镁铬砖 —— 熔铸镁铬砖
主要应用
◆ 水泥回转窑
◆ 玻璃窑蓄热室
◆ 精炼炉（RH炉，VOD炉，AOD炉）
◆ 有色冶金炉
◆ 石灰窑
◆ 混铁炉
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铬的主要来源：铬铁矿（Chromite)
2）合成路线
■一步法烧结合成 菱镁矿+铝矾土生料→干法共磨→成型→烧成→尖晶石熟料
■一步半法烧结合成 轻烧镁粉+铝矾土生料→干法共磨→成型→烧成→尖晶石熟料
■二步法烧结合成 菱镁矿+铝矾土生料→干法共磨→成型→轻烧（~1300℃） →破碎→成型→烧成→尖晶石熟料
■电熔法
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3）分类
—— 化学组成 ◆ 富镁尖晶石 ◆ 富铝尖晶石
炉外精炼用耐火材料不知道怎么选？记好这7点
炉外精炼用耐火材料不知道怎么选？记好这7点钢水炉外精炼是指将经转炉或电炉中初炼的钢水移至另一个容器中进行精炼的冶金过程，也称为钢包冶金或二次冶金，即把传统的炼钢过程分为了初炼和精炼两步进行。
初炼时炉料在氧化气氛的炉内进行熔化、脱磷、脱碳、去除夹杂和主合金化，获得初炼钢水;精炼则是将初炼的钢水在真空、惰性气体或还原性气氛的容器中进行脱气、脱氧、脱硫、去除夹杂物、夹杂物变性、成分微调和控制钢水的温度等。
衬行炉外精炼可提高钢的质量、缩短冶炼时间、优化工艺过程并降低生产成本。
炉外精炼选择耐火材料的依据是什么呢?只要记好下面的7点就可以了。
01温度一般炉外精炼的温度高达1550~1700℃，甚至达到1800℃。
对AOD炉曾进行测定发现，当精炼的最高温度提高10℃时，耐火材料寿命则降低30%。
要求耐火材料具有高的耐火性能，能经受最高精炼温度和局部过热的冲击，且在该温度下出现的液相量较少，能抵抗低粘度炉渣的侵蚀。
因此，应选择纯度和直接结合率高的碱性砖。
间歇操作又会引起温度波动，造成炉衬剥落，温度波动当然越小越好，一般采用中间烘烤和缩短炉次间停歇时间，减小钢包温度变化以提高炉衬寿命。
在冶炼允许条件下，采用抗热震性最优的镁碳砖或用镁铬砖为好，若温度急变虽大，但间歇时间较短，使用镁白云石砖较好。
如LF(V)钢包，渣线部位用MgO-C或MgO-Cr203砌筑，侧壁用MgO—GaO系或MgO—Cr203砌筑，底部一般采用优质高铝砖。
02搅拌所有炉外精炼法都装有钢水搅拌装置。
VOD、VHD(VAD)、AOD 等是氩气搅拌，一般在炉底吹氩处和距吹氩较近的炉壁损毁较严重。
电磁感应搅拌(SKF)，一般则在搅拌器位置和搅拌器对称位置炉衬损毁较重。
由于搅拌作用造成钢水及渣的剧烈沸腾，加速炉衬的损毁。
因此，受冲刷严重侵蚀区应采用高温强度大的优质耐火材料如镁铬质、高纯镁质、铬刚玉质等。
03处理时间精炼时间可长达1—4h，钢水在钢包中处理时间越长，炉衬损毁越严重。
电炉耐火材料
电炉耐火材料电炉耐火材料是指能够在高温环境下保持稳定性和耐磨性的材料，通常用于电炉的内衬和炉墙。
随着工业技术的不断发展，电炉在冶金、化工、建材等领域得到了广泛应用，因此对电炉耐火材料的需求也日益增加。
本文将就电炉耐火材料的分类、特点和应用进行介绍。
一、电炉耐火材料的分类。
根据材料的化学性质和物理性能，电炉耐火材料可以分为不同的类型。
常见的电炉耐火材料包括石墨、石英砂、耐火砖、耐火浇注料等。
其中，石墨具有良好的导热性和耐高温性能，常用于电炉的电极和导电部件；石英砂则具有优异的耐火性能，常用于电炉的炉衬和炉墙；耐火砖和耐火浇注料则用于电炉的内衬和炉墙，能够承受高温和热冲击。
二、电炉耐火材料的特点。
电炉耐火材料具有一些特殊的性能和特点。
首先，它们需要具有良好的耐火性能，能够在高温环境下长时间保持稳定性。
其次，耐火材料需要具有良好的耐磨性和抗渣性能，能够抵御炉内熔融物质的侵蚀。
此外，耐火材料还需要具有一定的导热性能和热震稳定性，以保证电炉的正常运行和使用寿命。
三、电炉耐火材料的应用。
电炉耐火材料在工业生产中具有重要的应用价值。
首先，它们广泛应用于冶金行业，用于电炉的炉衬、炉墙和炉顶，保证了冶炼过程中的稳定性和安全性。
其次，电炉耐火材料还被应用于化工行业，用于高温反应器和加热炉的内衬和隔热层，保证了化工生产的稳定性和效率。
此外，电炉耐火材料还被应用于建材行业，用于砌筑高温窑炉和烧结炉，保证了建材生产的质量和产量。
综上所述，电炉耐火材料是保证电炉正常运行和生产稳定性的关键材料，具有重要的应用价值和发展前景。
随着工业技术的不断进步，电炉耐火材料的研发和应用将会得到进一步推广和完善，为工业生产的发展和进步提供有力支撑。
洁净钢炉外精炼与连铸用耐材的发展
世界金属导报/2011年/5月/10日/第012版耐火材料洁净钢炉外精炼与连铸用耐材的发展洪学勤李具中易卫东宋泽啟雷中兴易献勋耐火材料作为钢水容器和钢水冶炼过程中的功能材料，与钢水直接接触。
如果材质选择不合理，质量低劣或管理不善，耐火材料就有可能以非金属夹杂物等形式存在于钢水之中，从而影响钢水的洁净度。
因此，研究洁净钢用耐火材料具有重要的现实意义。
下面重点概述洁净钢炉外精炼与连铸用耐火材料的现状及发展方向，主要包括精炼钢包系统、RH精炼系统、中间包系统用耐火材料的材质选择及技术进步，同时强调了耐火材料的管理及创新在洁净钢生产中的作用。
1材质及其技术进步耐火材料的材质选择，首先要满足冶炼工艺要求，其次要结合不同工序的特征，同时也要尽可能兼顾耐材所用原料的资源情况及其相应产品的性价比。
下面对精炼钢包系统、RH精炼系统和中间包系统逐一讨论。
1.1精炼钢包系统目前，国内大多数精炼钢包采用含碳材料。
如镁碳砖、铝镁碳砖、镁铝碳砖等，其碳含量一般在8%以上。
随着洁净钢要求的不断提高，这些材料难以满足要求。
近几年，相继出现多种低碳和无碳钢包耐火材料，如无碳刚玉-尖晶石预制块、机压刚玉-尖晶石无碳砖、低碳镁碳砖、刚玉-尖晶石浇注料、镁钙砖等。
1.1.1无碳刚玉-尖晶石预制块无碳刚玉-尖晶石预制块是以超低水泥或ρ- Al2O3结合的刚玉-尖晶石浇注料在耐火材料企业预制成型并经过热处理的产品。
该产品用于洁净钢的冶炼取得了良好的效果。
如，在武钢三炼钢的300t钢包使用，寿命达250次。
一种典型的刚玉-尖晶石预制块的理化指标如表1所示。
与之配套使用的无碳材料还有包底刚玉质冲击块，包底刚玉浇注料、包壁修补料、包底修补料和高纯铝镁火泥等，其性能如表2所示。
钢包刚玉-尖晶石预制块具有不含碳、纯度高、使用寿命高的优点，目前正在宝钢、武钢等推广用于洁净钢冶炼，并取得良好效果。
但该产品也存在如下问题与不足:(1)产品生产过程中，人工成本高，生产效率低；(2)产品原料成本高；(3)配套材料较多，需要人工修补；(4)抗热震稳定性能有待进一步提高。
《工学炉外精炼》PPT课件
脱【P】 脱磷率≥90%，终点［P］0.010-0.015%，出钢 过程中回磷
炉外精炼的作用和地位
1 提高质量、扩大品种的主要手段
2 优化冶金生产流程,提高生产效率,节 能降耗、降低成本主要方法
3 炼钢－炉外精炼－连铸－热装轧制工 序衔接
4 连铸工艺快速发展的需要
炉外精炼的经济合理性
1 提高初炼炉的生产率 2 缩短生产周期 3 降低产品成本 4 产品质量稳定与提高
钢或铬镍钢,以上所列的各种精炼方法都 不太适用.
出现了一些不锈钢的专用炉外精炼 方法.这些方法发展很快,不到十年就基本 上取代了质低价高的电弧炉吹氧冶炼不锈 钢方法.例如,1976年日本的不锈钢将近有 四分之三是由初炼炉+炉外精炼方法生产 的.1977年美国的所有不锈钢都由初炼炉+
低碳合金钢〔不锈钢〕钢液的精炼方法 <1> VOD<Vacuum Oxygen
炉外精炼的任务 1 钢水成分和温度的均匀化 2 精确控制钢水成分、温度 3 脱氧、脱硫、脱磷、脱碳 4 去除钢中气体〔氢、氮〕及夹杂物 5 夹杂物形态、成分控制
各种炉外精 炼方法及所 采用的精炼 手段
1.3 炉外精炼采用的基本手段
1 渣洗 2 真空 3 搅拌 4 加热 5 喷吹
1.3.1 渣洗 最早出现的炉外精炼方法：用合成
<1>DH法.由原西德的多特蒙特和豪特尔两公司联合 研制,故有此名.在我国又称提升脱气法或虹吸法.
<2>RH法.由原西德鲁尔钢铁公司<Ruhrstahl>和海拉 斯公司<Heraeus>联合研制,我国称真空循环脱气法.
<3>PM法〔Pulsating Mixing Process〕
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AOD 炉衬的工作条件
( l ）精炼温度需达1710～1720 ℃ 以上，产生较大 的热应力，引起热剥落和结构剥落； ( 2 ）开始吹氧时，钢中硅氧化为Si02 ，炉渣变为碱 度很低的酸性渣（B<0.5 ）。而在脱硫期，需要高 碱度炉渣（B > 3.0 ）。在精炼过程中，耐火材料 受到碱度变化范围很大的酸碱性炉渣的侵蚀作用； ( 3 ）大量喷吹氩气和氧气，钢液和炉渣激烈搅动， 对喷嘴和喷嘴区耐火材料的侵蚀作用尤为严重； ( 4 ) AOD 炉为间歇式操作，炉衬工作面热震大。
LF ( v ）炉衬损毁因素
( ( ( ( 1 2 3 4 ）化学反应与熔蚀； ）高温真空LF ( v ）下的挥发作用； ）熔渣的侵蚀； ）热冲击和机械冲刷。
典型的LF 钢包内衬综合砌筑结构为：包 底和下部包壁用纯白云石砖，渣线部位 用轻烧白云石砖（适用于无渣精炼，如 初炼炉为底出钢电弧炉、无渣出钢的氧 气转炉等）、镁砖或镁碳砖。渣线以上 采用纯白云石砖。包盖一般采用高纯刚 玉浇筑料。
选择LF用耐火材料的依据
( l ）炉渣碱度。选择碱性耐火材料。 ( 2 ）精炼温度。选择高的抗高温蠕变性能、好的 耐急冷急热性。 ( 3 ）精炼的钢种。精炼轴承钢时，包衬往往使用 高铝砖，而仅在渣线部分使用镁碳砖。 ( 4 ）搅拌。由于搅拌作用，会形成对炉衬的冲刷。 因此要求耐火材料具有好的高温强度。 ( 5 ）稳定性。真空处理时，一些耐火材料在真空 作用下会被钢水中的碳还原，引起耐火材料的损 坏，还会引起钢水增碳。因此，进入真空室的LF 钢包的耐火材料应当在高温和真空卜具有良好的 稳定性。
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炉外精炼用耐火材料
本次课内容Leabharlann 炉外精炼用耐火材料概述 钢包精炼装置用耐火材料 不锈钢精炼装置用耐火材料 真空处理装置用耐火材料 其它精炼技术用耐火材料
耐火材料的使用条件
( ( ( ( l ）长时间高温、真空作用； 2 ）炉渣的严重侵蚀作用； 3 ）炉渣的浸透作用； 4 ）炉渣和钢液的强烈冲刷与磨损作用 ； ( 5 ）温度骤变热震作用。
我国钢包内衬材质
铝硅系和镁钙系 铝硅系材质为主的包衬主要有： ( l ）钢包用不烧砖：l ）铝镁砖和铝镁碳砖 （水玻璃结合）; 2 ）树脂结合铝镁碳质砖；3 ） 镁铝碳砖。 ( 2 ）钢包用不定形耐火材料：l ）水玻璃铝镁 质耐火捣打料；2 ）水玻璃铝镁质耐火浇筑料； 3 ）超低水泥耐火浇筑料；4 ）矾土尖晶石耐火 浇筑料。 镁钙系为主的包衬主要有烧成油浸白云石砖、电 熔镁白云石砖等。
炉外精炼用主要耐火材料
镁铬砖以镁砂和铬矿为主要原料，含w ( MgO ) 55 ％～80 % ， w （Cr203 ) 8 ％～20 ％。 镁铬砖耐火度高、荷重软化温度高、抗热 震性能优良、抗炉渣侵蚀、适应的炉渣 碱度范围宽，为炉外精炼用的最重要的 耐火材料之一。
炉外精炼用主要耐火材料
MgO-CaO 系耐火材料的主要成分为MgO和 CaO。 MgO-CaO-C 系耐火材料在高温真空下随 着CaO 含量的提高，耐火材料在真空下 的稳定性亦提高。采用高碱度渣精炼工 艺的装置，常以MgO-CaO-C 系耐火材料 作为内衬；而对于采用较低碱度渣工艺 精炼的装置，一般用MgO-Cr203 -A1203 系 耐火材料作为内衬。
对耐火材料的要求
( l ）耐火度高，稳定性好，能抵抗炉外精炼条 件下的高温与真空作用； ( 2 ）气孔率低，体积密度大，组织结构致密， 以减少炉渣的浸透； ( 3 ）强度大，耐磨损，能抵抗钢渣冲刷磨损； ( 4 ）耐侵蚀性好，能抵抗酸一碱性炉渣的侵蚀 作用； ( 5 ）热稳定性好，不发生热震崩裂剥落； ( 6 ）不污染钢液，有利于钢液的净化作用； ( 7 ）对环境的污染小。
RH 耐火材料内衬
在真空密封条件下工作，通常使用条件包括高温 （约1600 ℃ ）操作、热循环（高达600 ℃ ）、气压循环（从大气常压至66.66Pa ）、高 速的钢水流动（经潜入管时为1m/s ）以及与 侵蚀性渣（硅酸钙、铝酸钙和铁酸盐）和氧化 铁熔融物接触。 RH / RH-OB 内衬通常采用优质镁铬砖或碱性 捣打整体衬或按照不同部位的使用条件采取分 区砌衬的综合内衬。
炉外精炼钢包内衬用耐材的品 种和类型
( l ）以铝镁碳砖为主要耐火材料的铝镁砖 钢包内衬； ( 2 ）以白云石砖为主要耐火材料的白云石 砖钢包内衬； ( 3 ）以铝镁尖晶石浇筑料为主要耐火材料 的铝镁尖晶石浇筑钢包内衬； ( 4 ) MgO-CaO-C 砖钢包内衬； ( 5 ）全MgO-C 砖钢包内衬； ( 6 ）镁铬砖钢包内衬。
炉外精炼用主要耐火材料
镁碳砖是以电熔镁砂、高温死烧镁砂和 鳞片石墨为主要原料，以酚醛树脂作结 合剂制造的不烧含碳碱性耐火材料。 优良抗炉渣渗透性、耐侵蚀性能及抗热 震性能 。在炉外精炼装置中，镁碳砖主 要应用于各种钢包精炼炉内衬的渣线部 位。
炉外精炼用主要耐火材料
A1203–MgO-C 砖主要成分A12O3 和MgO 可 发生反应生成铝镁尖晶石，并伴随体积 膨胀。铝镁碳砖的抗渣性和膨胀随着MgO 含量的增加而提高。烧后产生膨胀可使 耐火材料内衬的砖缝缩小，内衬结构变 得致密。
LF ( V ）工作条件
( l ）精炼温度高达1700 ℃，热点部位温度更高， 且加热时间长，约13～26min ； ( 2 ）熔渣的严重侵蚀，以碱性渣为主，碱度波动 于2～3.5 之间； ( 3 ）底部吹氩搅拌，对渣线内衬冲刷最为严重； ( 4 ）部分时间处于较强的还原气氛下操作，冶炼 时加入碳粉、铝粉、硅粉等还原剂； ( 5 ）真空下精炼时间长，平均每炉超过30 min 。 ( 6 ）间歇操作，热震频繁。