提高炉衬寿命的原理措施
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图 1 生产率、成本与炉龄的关系
A一炉衬费用；B一喷补费用； A＋B一综合成
本；C一炉子生产率；D—最佳炉龄
提高转炉炉衬寿命的原理及相应措施
转炉从开新炉到停炉，整个炉役期间炼钢的总炉数称为炉衬寿命，简称炉龄。它是炼钢生产的一项重要技术经济指标。炉龄，特别是平均炉龄在很大程度上反映出炼钢车间的管理水平和技术水平。炉龄延长可以增加钢的产量和降低耐火材料消耗，并有利于提高钢的质量。但对于一定的生产条件和技术水平的车间，存在着一个技术经济效果最好的最佳炉龄，图-1为某厂的一例。因此，应该努力改善生产条件和提高技术水平，将最佳炉龄不断提高到新的水平。同时应该反对不顾技术经济效果而盲目追求最高炉龄的倾向。
1 转炉用耐火材料
1.1 转炉用耐火材料的演变
自氧气转炉问世以来，其炉衬的工作层都是用碱性耐火材料砌筑。曾经用过白云石质耐火材料，制成焦油结合砖，在高温条件下砖内的焦油受热分解，残留在砖体内的碳石墨化，形成碳素骨架。它可以支撑和固定白云石材料的颗粒，增强砖体的强度，同时还能填充耐火材料颗粒间的空隙，提高了砖体的抗渣性能。为了进一步提高炉衬砖的耐化学侵蚀性和高温强度，也曾使用过高镁白云石砖和轻烧油浸砖，炉衬寿命均有提高，炉龄一般在几百炉。直到20世纪70年代兴起了以死烧或电熔镁砂和碳素材料为原料，用各种碳质结合剂，制成镁碳砖。镁碳砖兼备了镁质和碳质耐火材料的优点，克服了传统碱性耐火材料的缺点，镁碳砖的抗渣性强，导热性能好，避免了镁砂颗粒产生热裂；同时由于有结合剂固化后形成的碳网络，将氧化镁颗粒紧密牢固地连接在一起。用镁碳砖砌筑转炉内衬，大幅度提高了炉衬使用寿命，再配合适当维护方式，炉衬寿命可达到万炉以上。
1.2 转炉内衬用砖
顶吹转炉的内衬是由绝热层、永久层和工作层组成。绝热层一般用石棉板或耐火纤维砌筑；永久层是用焦油白云石砖或者低档镁碳砖砌筑；工作层都是用镁碳砖砌筑。转炉的工作层与高温钢水和熔渣直接接触，受高温熔渣的化学侵蚀，受钢水、熔渣和炉气的冲刷，还受到加废钢时的机械冲撞等，工作环境十分恶劣。在冶炼过程中由于各个部位工作条件不同，因而工作层各部位的蚀损情况也不一样，针对这一情况，视其损坏程度砌筑不同的耐火砖，容易损坏的部位砌筑高档镁碳砖，损坏较轻的地方可以砌筑中档或低档镁碳砖，这样整个炉衬的蚀损情况较为均匀，这就是所谓的综合砌炉。镁碳砖性能与使用部位如表-1。转炉内衬砌砖情况如下：
2 / 30 表1 炉衬材质性能及使用部位
气孔率% 体积密度g/cm3 常温耐压强度MPa 高温抗折强度MPa 使用部位
优质镁碳砖 2 2.82 38 10.5 耳轴、渣线
普通镁碳砖 4 2.76 23 5.6 耳轴部位、炉帽液面以上
复吹供气砖 2 2.85 46 14 复吹供气砖及保护砖
高强度镁碳砖 10～15 2.85～3.0 >40 炉底及钢液面以下
合成高钙镁砖 10～15 2.85～3.1 >50 装料侧
高纯镁砖 10～15 2.95 >60 装料侧
镁质白云石烧成砖 2.8 2.8 38.4 装料侧
(1) 炉口部位。这个部位温度变化剧烈，熔渣和高温废气的冲刷比较厉害，在加料和清理残钢、残渣时，炉口受到撞击，因此用于炉口的耐火砖必须具有较高的抗热震性和抗渣性，耐熔渣和高温废气的冲刷，且不易粘钢，即便粘钢也易于清理的镁碳砖。
(2) 炉帽部位。这个部位是受熔渣侵蚀最严重的部位，同时还受温度急变的影响和含尘废气的冲刷，故使用抗渣性强和抗热震性好的镁碳砖。此外，若炉帽部位不便砌筑绝热层时，可在永久层与炉壳钢板之间填筑镁砂树脂打结层。
(3) 炉衬的装料侧。这个部位除受吹炼过程熔渣和钢水喷溅的冲刷、化学侵蚀外，还要受到装入废钢和兑入铁水时的直接撞击与冲蚀，给炉衬带来严重的机械性损伤，因此应砌筑具有高抗渣性、高强度、高抗热震性的镁碳砖。
(4) 炉衬出钢侧。此部位基本上不受装料时的机械冲撞损伤，热震影响也小，主要是受出钢时钢水的热冲击和冲刷作用，损坏速度低于装料侧。若与装料侧砌筑同样材质的镁碳砖时，其砌筑厚度可稍薄些。
(5 ) 渣线部位。这个部位是在吹炼过程中，炉衬与熔渣长期接触受到严重侵蚀而形成的。在出钢侧，渣线的位置随出钢时间的长短而变化，大多情况下并不明显，但在排渣侧就不同了，受到熔渣的强烈侵蚀，再加上吹炼过程其他作用的共同影响，衬砖损毁较为严重，需要砌筑抗渣性能良好的镁碳砖。
(6 ) 两侧耳轴部位。这部位炉衬除受吹炼过程的蚀损外，其表面又无保护渣层覆盖，砖体中的碳素极易被氧化，并难于修补，因而损坏严重。所以，此部位应砌筑抗渣性能良好、抗氧化性能强的高级镁碳砖。
图3 日本大分厂顶底
复合吹炼转炉综合砌砖
1一不烧镁碳砖(ωc =20％，高纯度石墨，烧
结镁砂)；2一不烧镁碳砖(ωc=18％，高纯
石墨，烧结镁砂)；3，4一不烧镁碳砖(ωc=
15％，普通石墨，烧结镁砂)；5一烧成镁碳
砖(ωc＝20％，高纯石墨，电熔镁砂)； 3 / 30 (7 ) 熔池和炉底部位。这部位炉衬在吹炼过程中受钢水强烈的冲蚀，但与其他部位相比损坏较轻。可以砌筑含碳量较低的镁碳砖，或者砌筑焦油白云石砖。若是采用顶底复合吹炼工艺时，炉底中心部位容易损毁，可以与装料侧砌筑相同材质的镁碳砖。
综合砌炉可以达到炉衬蚀损均衡，提高转炉内衬整体的使用寿命，有利于改善转炉的技术经济指标。图-3和图-4 是日本两个厂家转炉综合砌筑炉衬的实例。其中图-4是185t复吹转炉的综合砌炉图。
图4所示转炉的操作温度在1650～1710℃，除了冶炼普通钢外，还冶炼低碳钢和一些特殊钢，每日出钢35～45炉次，装入95％的铁水，钢水全部连铸，炉龄为5113炉次/炉役。
表2 各种材质的性能
1 2 3 4① 5 供气砖①
化
学
成
分
ω/％ MgO 65.8 70.8 75.5 72.5 74.5
CaO 13.3 0.9 1.0 0.2 1.5
固定碳 19.2 14.2 20.2 20.2 20.5 25
主要添加物 金属粉 金属粉 金属粉 金属粉
BN
体积密度/g·cm-3 2.82 2.86 2.84 2.87 2.85 2.88
显气孔率/％ 4.7 3.7 3.7 3.0 3.0 1.0
抗折强度(1400℃)/MPa 4.8 4.4 12.9 15.2 14.6 17.7
回转抗渣试验蚀损指数
(1700℃) 100 117 98 59 79 81
图4氧气转炉砌砖图
材 质
编
号 成 分 及 性 能 4 / 30 ①使用了部分电熔镁砂为原料。
1.3. 转炉出钢口用砖
转炉的出钢口除了受高温钢水的冲刷外，还受温度急变的影响，蚀损严重，其使用寿命与炉衬砖不能同步，经常需要热修理或更换，影响冶炼时间。改用等静压成型的整体镁碳砖出钢口，由于是整体结构，更换方便多了，材质改用镁碳砖，寿命得到大幅度提高，但仍不能与炉衬寿命同步，只是更换次数少了而已。表3是出钢口用镁碳砖性能。
表3 出钢口用镁碳砖性能
化学成分/ω%
显气
孔率
/% 体积
密度
/g•cm-3 常温
耐压
强度
MPa 常温
抗折
强度
MPa 抗折
强度
/Mpa
（1400℃） 加热
1000℃后 加热
1500℃后
（MgO） 固定碳含量 显气
孔率
/% 体积
密度
/g•cm-3 显气
孔率
/% 体积
密度
/g•cm-3
日本品川公司改进的镁碳砖 73.20 19.2 3.20 2.92 39.2 17.7 21.6 7.9 2.89 9.9 2.80
国产整体出钢口砖 76.83 12.9 5.03 2.93
2 炉衬寿命及影响因素
2.1 炉衬的损坏
2.1.1 炉衬损毁规律
氧气转炉在使用过程中，炉衬的损坏程度依次排列为耳轴区、渣线、二个装料面、炉帽部位、熔池及炉底部位，在采用单一材质的合成高钙镁砖砌筑时，是以耳轴、渣线部位最先损坏而造成停炉，其次是装料侧。在采用镁碳砖砌筑时，炉役前期是以装料侧损毁最快，炉役后期则耳轴区和渣线部位损毁的快。在炉底上涨严重时，耳轴侧炉帽部位也极易损坏，往往造成停炉。在耳轴出现的“v”型蚀损，装料侧出现的“○”型浸蚀都是停炉的原因。
2.1.2 炉衬损毁特点
1）观察镁碳砖与烧成砖在开新炉后的状态，其工作面的状态是不一样的，开新炉后镁碳砖的工作面有一层约10～20mm的“脱皮”蚀损，随着吹炼炉数的增加，炉衬表面逐渐光滑平整，砖缝密合严紧。烧成砖则棱角清晰，砖缝明显，在开炉温度高时（＞1700℃），则有大面积剥落、断裂损坏。采用铁水——焦碳烘炉法开新炉时，镁碳砖炉衬未出现过塌炉及大面积剥落和断裂现象，开炉是安全可靠的。
2）随着吹炼炉数的增加，镁碳砖经高温碳化作用形成碳素骨架后，其强度大大提高，抗浸蚀能力越来越强，因此在装料侧应采用镁碳砖砌筑，有利装料侧炉衬寿命的提高。
3）由于镁碳砖炉衬表面光滑，炉渣对其涂层作用及补炉料的粘合作用欠佳。
4）镁碳砖有汽化失重现象，炉役末期，倾倒面（炉帽）易“抽签”，造成成
分
及
性
能 试
样 5 / 30 塌落穿钢，必须认真观察维护。
5）由于镁碳表面光滑，砌完砖后频繁摇炉，倾倒面下沉，与炉壳间有30～100mm的间隙，容易发生熔化和粉化，出钢口不好，容易漏钢，炉壳粘钢严重，拆炉困难。
6）镁碳砖不易水化，采用水泡炉衬拆炉时，倾倒面砌易水化砖，可不必用拆炉机。
2.1.3 炉衬损毁的原因
在高温恶劣条件下工作的炉衬，损坏的原因是多方面的，主要原因有以下几个方面：
(1) 机械磨损。加废钢和兑铁水时对炉衬的激烈冲撞及钢液、炉渣强烈搅拌时造成的机械磨损。
(2) 化学侵蚀。渣中的酸性氧化物及（FeO）对炉衬的化学浸蚀作用，炉衬氧化脱碳，结合剂消失，炉渣侵入砖中。
(3) 结构剥落。炉渣侵入砖内与原砖层反应，形成变质层，强度下降。
(4) 热剥落。温度急剧变化或局部过热产生的应力引起砖体崩裂和剥落。
(5) 机械冲刷、钢液、炉渣、炉气在运动过程中对炉衬的机械冲刷作用。
在吹炼过程中，炉衬的损坏是由上述各种原因综合作用引起的，各种作用相互联系，机械冲刷把炉衬表面上的低熔点化合物冲刷掉，因而加速了炉渣对炉衬的化学浸蚀，而低熔点化合物的生成又为机械冲刷提供了易冲刷掉的低熔点化合物，又如高温作用，既加速了化学浸蚀，又降低了炉衬在高温作用下承受外力作用的能力，而炉内温度的急剧变化所造成的热应力又容易使炉衬产生裂纹，从而加速了炉衬的熔损与剥落。
2.1.4 镁碳砖炉衬的损坏机理
根据对使用后残砖的结构分析认为：镁碳砖的损坏首先是工作炉衬的热面中碳的氧化，并形成一层很薄的脱碳层。碳的氧化消失是由于不断的被渣中铁的氧化物和空气中氧气氧化所造成的，以及碳溶解于钢液中或砖中的MgO对碳的汽化作用，其次是在高温状态下炉渣浸入脱碳层的气孔及低熔点化合物被熔化后形成的孔洞中和由于热应力的变化而产生的裂纹之中。浸入的炉渣与MgO反应，生成低熔点化合物，致使表面层发生质变并造成强度下降，在强大的钢液、炉渣搅拌冲击力的作用下逐渐脱落，从而造成了镁碳砖的损坏。
高炉冶炼基本原理2-6
高炉冶炼基本原理
13 第二章 高炉解剖研究
第一节 高炉解剖研究的意义及现状
一、 高炉解剖研究的意义
高炉冶炼是个连续生产过程。整个过程是从风口前燃料燃烧开始的。燃烧产生向上流动的高温煤气与下降的炉料相向运动。高炉内的一切反应均发生于煤气和炉料的相向运动和互相作用之中。它们包括炉料的加热、蒸发、挥发和分解，氧化物的还原，炉料的软熔、造渣，生铁的脱硫、渗碳等，并涉及气、固、液多相的流动，发生传热和传质等复杂现象。高炉是一个密闭的连续的逆流反应器，对这些过程不能直接观察，难于测试，人们主要是靠仪表反映和实践经验进行分析判断。冶金工作者采取了很多测试、取样、模拟实验等手段，取得了很多成果，加深了人们对高炉内部状况的了解，但仍不能确切而直观地了解炉内情况。当前直接而有效的办法是对高炉进行解剖研究。
二、 国内外高炉解剖研究的研究现状
高炉解剖是把正在进行冶炼中的高炉，突然停止鼓风，并且急速降温以保持炉内原状，然后将高炉剖开，进行全过程的观察，录相，分析化验等各个项目的研究考察，人们对此项工作叫高炉解体研究。
早在1930年前后，在斯得哥尔摩就开始了解剖高炉的工作，为了研究生产高炉的内部状况，近年来日本进行了大量的高炉解体研究，并取得了新的研究成果，为研究高炉冶炼过程提供了新的依据。日本于1968年首先解剖了一座646M3高炉，1970年又解剖了一座1407M3高炉，据统计从那时开始，日本已经在生产高炉进行了解剖研究达12次以上。另外苏联解剖了2次，我国也于1979年10月对首钢018实验高炉进行了解剖研究。关于从高炉解剖调查过程取得的新知识，本书将在以后各有关章节中分别讲解，本节中着重介绍全高炉中分层情况，各层的化学反应与热工特点，特别是软熔带的形成与其对高炉冶炼过程的影响。
煤气上升过程中，其成分、温度和压力都有很大改变。成份中首先是由于直接还原使CO提高，而后由于间接还原使CO降低，CO2开始出现并逐渐增多。煤气温度则由于与炉料的热交换及热损失而逐步降低，压力也由于阻力损失而减少，其变化过程如上图所示。图中各标号的意义如下：I一上部热交换区，Ⅱ一空区，Ⅲ一下部热交换区，Ⅳ一化学稳定区，V一间接还原区，Ⅵ一直接还原区。①②分别表示固体液体温度和气体温度(℃)，③一CO2浓度(％)，④一CO浓度(％)，⑤一还原度(％)，⑥一压力(公斤／厘米2)。 高炉冶炼基本原理
中频炉重熔高碳铬铁炉衬寿命的研究与探讨
２００６年第４期 总第１８９期 铁合金 ＦＥＲＲＯ－ＡＬＬ０ＹＳ ２００６ＮＯ．４ Ｔｏｔ．１８９
中频炉重熔高碳铬铁炉衬寿命的研究与探讨
陈正勇 马世东 钟键 （四川川投峨眉铁合金集团有限公司 峨眉山 中国 ６１４２２２）
摘要采用２ ｔ中频炉重熔高碳铬铁，根据中频炉的原理及特点，对炉衬材料的物化性能进行了分析，通过试生产 和工业化生产，取得了较好的技术经济指标和经济效益。 关键词 中频炉炉衬寿命重熔高碳铬铁 中图分类号ＴＦ６７２ 文献标识码 Ｂ 文章编号１００１—１９４３（２００６）０４—００１３—０２
ＳＴＵＤＹ ＡＮＤ ＤＩＳＣＵＳＳＩＯＮ ＯＮ ＬＩＮＥＲ ＬＩＦＥ ＯＦ ＭＥＤＩＵＭ ＦＵＥＯＵＥＮＣＹ ＦＵＲＮＡＣＥ ＦｏＲ ＲＥＳＭＥＬＴＩＮＧ ＨＩＧＨ ＣＡＲＢｏＮ ＦＥＲＲｏＣＨＲｏＭＥ Ｃｈｅｎ Ｚｈｅｎｇｙｏｎｇ Ｍａ Ｓｈｉｄｏｎｇ Ｚｈｏｎｇ Ｊｉａｎ （Ｓｉｃｈｕａｎ Ｃｈｕａｎｔｏｕ Ｅｍｅｉ Ｆｅｒｒｏａｌｌｏｙｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｅｍｅｉｓｈａｎ，Ｃｈｉｎａ ６１４２２２） Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ａｎｄ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｍｅｄｉｕｍ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｆｕｒｎａｃｅ．ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｎ ｐｈｙｓｉｃａｌ ａｎｄ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ ｌｉｎｅｒ ｍａｔｅｒｉａ１．ｂｅｔｔｅｒ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌ ｅｃｏｎｏｍｉｃ ｉｎｄｅｘｅｓ ａｎｄ ｂｅｎｅｆｉｔｓ ｏｆ ａｄａｐｔａｔｉｏｎ ｔｏ ２ ｔｏｎｓ ｍｅｄｉｕｍ ｆｒｅｑｕｅｍｃｙ ｆｕｒｎａｃｅ ｆｏｒ ｒｅｓｍｅｌｔｉｎｇ ｈｉｇｈ ｃａｒｂｏｎ ｆｅｒｒｏｃｈｒｏｍｅ ａｒｅ ｒｅａｌｉｚｄｅ ｂｙ ｐｉｌｏｔ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｉｚｅｄ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ． Ｋｅｙｗｏｒ￣ ｍｅｄｉｕｍ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｆｕｒｎａｃｅ，ｌｉｎｅｒ ｌｉｆｅ，ｒｅｓｅｍｈｉｎｇ，ｈｉｇｈ ｃａｒｂｏｎ ｆｅｒｒｏｃｈｒｏｍｅ
提铁降硅的重要意义
提铁降硅的重要意义
在现代社会，钢铁工业作为国民经济的重要支柱，其生产技术和产品质量的提升一直是行业关注的焦点。"提铁降硅"是钢铁冶炼过程中的一项关键技术，对于提高钢材质量和降低生产成本具有重要意义。本文将详细探讨提铁降硅的重要意义。
一、提铁降硅的定义
提铁降硅是指在钢铁冶炼过程中，通过一系列技术手段，提高铁水中的铁含量，同时降低硅含量的操作。这一过程对于优化钢材成分、提升钢材性能具有关键作用。
二、提铁降硅的重要意义
1.提高钢材质量
铁是钢铁中的主要成分，其含量的高低直接影响到钢材的性能。提高铁含量可以增强钢材的力学性能，如抗拉强度、屈服强度等，使钢材具有更好的使用性能。同时，降低硅含量可以避免因硅含量过高导致的钢材塑性和韧性下降，提高钢材的焊接性能和耐蚀性。
2.降低生产成本
在钢铁冶炼过程中，降低硅含量可以减少炉渣的生成，提高炉渣的流动性，有利于炉渣的排放和脱硫。这有助于提高炉料利用率，降低原料消耗，从而降低生产成本。
3.提高炉衬寿命
硅是炉渣的主要成分之一，降低硅含量可以减少炉渣对炉衬的侵蚀，延长炉衬的使用寿命。这有利于提高生产效率，降低设备维修成本。
4.减少环境污染
提铁降硅有助于提高炉渣的脱硫效果，降低炉渣中的硫含量，从而减少硫化物的排放。这有助于减轻钢铁工业对环境的污染，符合国家绿色发展的政策导向。
5.促进资源综合利用
提铁降硅技术的应用可以促进低品位铁矿石、废钢等资源的综合利用，提高资源利用率，减少资源浪费。
三、总结
总之，提铁降硅在钢铁冶炼过程中具有重要意义。它不仅有助于提高钢材质量、降低生产成本，还能减少环境污染，促进资源综合利用。
中频炉炉衬材料
中频炉炉衬材料
中频炉炉衬材料是指用于中频感应加热炉内部的耐热材料，它的作用是承受高温并保护炉体不受损坏。中频炉炉衬材料的选择对于炉体的性能和使用寿命具有重要影响。
一、中频炉炉衬材料的种类
中频炉炉衬材料主要有耐火砖、耐火浇注料、耐火纤维和耐火涂料等。这些材料具有耐高温、耐热震、耐侵蚀、导热性好等特点。
1. 耐火砖：耐火砖是一种常用的中频炉炉衬材料，具有良好的耐高温性能和机械强度。常用的耐火砖有高铝砖、硅酸铝砖和碳化硅砖等。不同材质的耐火砖适用于不同的工作温度和工作环境。
2. 耐火浇注料：耐火浇注料是一种可流动性的耐火材料，适用于复杂形状的中频炉炉衬。常用的耐火浇注料有高铝浇注料、硅酸铝浇注料和碳化硅浇注料等。耐火浇注料具有良好的耐热震性能和耐侵蚀性能。
3. 耐火纤维：耐火纤维是一种具有高温稳定性和低热容量的材料，适用于一些需要保温隔热的部位。常用的耐火纤维有陶瓷纤维、石棉纤维和氧化铝纤维等。耐火纤维具有良好的隔热性能和耐热震性能。
4. 耐火涂料：耐火涂料是一种能够在高温下保护炉体的涂料，常用于中频炉炉衬的表面保护。耐火涂料具有耐高温、耐侵蚀和耐热震等特点。
选择合适的中频炉炉衬材料应根据以下几个原则：
1. 工作温度：根据中频炉的工作温度选择合适的炉衬材料。一般情况下，高温下使用耐火砖或耐火浇注料，低温下使用耐火纤维。
2. 工作环境：根据中频炉的工作环境选择合适的炉衬材料。如果炉内存在酸性或碱性气体，应选择具有抗侵蚀性能的材料。
3. 使用要求：根据中频炉的使用要求选择合适的炉衬材料。如果需要保持炉内温度稳定或降低能量损失，可以选择具有良好隔热性能的耐火纤维。
4. 经济性：选择合适的炉衬材料要考虑其成本和使用寿命。不同材料的价格和寿命不同，需要根据实际情况进行综合考虑。
三、中频炉炉衬材料的维护保养
为了延长中频炉炉衬材料的使用寿命，需要进行适当的维护保养工作。具体措施包括：
1. 定期检查：定期检查炉衬材料的破损和腐蚀情况，及时修补或更换受损部位。
转炉炉衬结构讲解
转炉炉衬结构
2009.02.25
转炉耐火材料炉衬结构可以分成炉底、熔池、炉壁、炉帽、渣线、耳轴、炉口、出钢口、底吹供气砖几部分。
1．永久层
永久层是从安全角度考虑设置的，很少出现损坏现象，在砌筑新的炉衬时，这一层是不需要拆除的。永久层厚度一般为230mm左右，用烧结镁砖砌筑，需要指出的是，砌筑时应使用有较好粘接性的镁质火泥；砌筑后永久层有非常好的整体性，在以后反复拆除工作层时，永久层会保持较为完整。
2．综合砌炉
在拆除使用后的炉衬时发现，损坏是由个别侵蚀严重的部位不能使用造成的，而其余相当多的部位虽然仍可以使用，可是为了砌筑新的炉衬而不得不废弃。这就使人们提出一个综合砌炉、均衡炉衬的概念。针对炉衬不同部位的侵蚀状态选择不同质量的炉衬砖。
渣线、耳轴区是转炉炉衬中使用条件最苛刻的部位，受到钢液、炉渣的冲刷、侵蚀以及炉内气体的冲刷作用，要求使用抗侵蚀性最好的砖砌筑。
炉帽区主要受炉内气体的冲刷作用，以及吹炼时炉渣的喷溅作用，这部分衬砖的主要问题是剥落和掉砖。炉帽区的衬砖大都处于一种悬臂状态，加之炉体的经常摇动，反复的加料、出钢时的机械碰撞等原因造成了掉砖现象。解决掉砖的方法有几种：①将这部分衬砖的外面包装铁皮，高温下铁皮熔结在一起，使炉帽区的衬砖整体性更好；②在铁皮的外侧焊接绞链并将绞链同炉壳连接在一起；③在砌筑炉帽区衬砖时，背部使用以树脂为结合剂的粘接泥料，使炉衬有更好的整体性。 炉壁区的衬砖，特别是装料侧的炉衬砖，受到钢水、炉渣的冲刷作用，要求具有较高的高温强度。
熔池和炉底的衬砖主要受到钢液的侵蚀，应具有很好的抗侵蚀性。
炉衬砖的长度为500～800mm，个别部位的砖长度在lm以上，这种砖有很大的生产难度，一般要用高吨位真空压砖机成型。
转炉炉衬砖都采用干砌法，不希望砌得过分紧密，甚至还在砖缝中夹一些纸板。目前的衬砖大多是镁碳砖，或者泥砌一些含碳的镁白云石砖。这些砖在高温下均有不同程度的膨胀，砌筑过分紧密会因为膨胀产生剪切应力，容易造成衬砖断裂，破坏炉衬的整体性。
提高铜冶炼转炉寿命的生产实践
提高铜冶炼转炉寿命的生产实践 范进军程宗好谢彬芳黄永锋 （金隆铜业有限公司） 摘要：本文根据金隆铜业有限公司铜冶炼ＰＳ转炉生产实践，分析、总结并论述了从工艺操作层面提高铜冶炼转炉寿 命．旨在为延长转炉寿命提供参考和借鉴。文中提到的转炉砌筑与材料“承包制”，是一种新的探索思路。 关键词：铜冶炼ＰＳ转炉生产实践炉寿命 一、引言 铜冶炼ＰＳ转炉利用风口鼓入的空气或者混合的富氧空气与 反应实现氧化除渣和除硫，无需外界提供新的能源，整个生 艺成熟、设备简单、操作简便，被国内外大部分冶炼厂所采 是而，随着设备大型化、富氧使用常态化，对转炉耐火材料的 寿命带来严峻考验，炉寿命成为制约转炉生产与产能提升的 瓶颈。 影响铜冶炼Ｐｓ转炉寿命的因素非常多，耐火材料方面主要 耐火材料质量以及耐火材料所受的机械力作用、热应力作用 学作用等：另外，还有炉体砌筑、生产操作工艺与维护等。 目前．对Ｐｓ转炉用耐火材料性能及机理等相关方面的研究 已取得一定进展 ，也有从工艺技术某一方面对提高转炉寿命的 研究 。本文将结合金隆铜业有限公司（以下简称金隆铜业）生产 一线人员十多年的生产经验和操作方法，从工艺操作层面对提高 铜冶炼转炉寿命进行分析、总结，以供借鉴。 二、生产操作工艺与维护 １．工艺改造 为了提高竞争力、降低生产成本、扩大产能，金隆铜业先后进 行了配套改造和扩建（具体内容见表１）。从表１可以看出，通过 炉体的配套改造与扩建，整个公司产量由最初的生产阴极铜 ｌＯＯｋｔ／ａ到目前的４５０ｋｔ／ａ（包含转炉ｔＯＯｋｔ／ａ的冷杂铜处理量），产 能得到大幅度提高。 表１金隆ＰＳ转炉工艺改造参数 ２．炉修 金隆铜业转炉炉修包含四个周期，即整体翻新、一次挖补、二 补、三次挖补。炉修的时间及内容是根据风口区域和整个炉 消耗以及各台炉子之间检修周期切换决定的，挖补时重点区 风口区域、下炉口区域和配重区域。炉子作业期间，根据炉内 状况进行物料调整或者热补。 ３．烘炉 根据生产经验。烘炉是整个转炉生产的关键起步，烘炉的好 接影响转炉耐火材料的使用寿命。炉体经过合理的升温烘 除新砖和耐火料中的水分．使耐火材料适应高温环境，新砖 砖、新砖与耐火料、新砖与老砖之间的膨胀缝、结合部愈合， 生产要求，避免炉子生产前期发生掉砖以及冰铜与炉体之间 温度差带来耐火材料因温度梯度圈而引起的砖体表面崩裂。 金隆铜业转炉使用天然气进行烘炉，烘炉的时间和温度要求 根据实际炉修内容进行相应调整。以一次挖补为例，烘炉一般需 要７天，达到９００ｃｃ即可满足生产要求，升温变化曲线见图１。
中频炉的筑炉补炉炉衬烧结工艺
中频炉的筑炉补炉炉衬烧结工艺
使用操作及修理
名目
一 概念
1、感应加热、熔化的工作原理 ………………………………………… 5
2、工频炉与中频炉的概念 ……………………………………………… 6
3、工频炉与中频炉的比较 ……………………………………………… 8
二 中频炉的安装、检测
1、炉体安装 …………………………………………………………………11
2、水系统安装 ………………………………………………………………11
3、液压系统安装…………………………………………………………… 11
4、电气安装………………………………………………………………… 11
5、母线的布置……………………………………………………………… 12
三 中频炉炉衬的筑炉、烘炉
1、筑炉前的检查…………………………………………………………… 13
2、筑炉……………………………………………………………………… 13
3、烘炉、炉衬烧结机理及三层结构……………………………………… 16
四 炉衬的损坏机理及预防
1、过热……………………………………………………………………… 20
2、裂纹……………………………………………………………………… 21
3、剥落……………………………………………………………………… 22
4、腐蚀……………………………………………………………………… 23
5、炉瘤……………………………………………………………………… 25
6、浸润……………………………………………………………………… 25
7、其它延长炉衬使用寿命的措施………………………………………… 25
五 炉衬的修补
1、热补法…………………………………………………………………… 27
2、冷补法…………………………………………………………………… 28
六 中频炉的使用
1、开炉前的预备及检查…………………………………………………… 28
AOD炉摘要大全
冶金行业是典型的高能耗行业,其能耗占全国能源消费总量的10%以上,开发与推广冶金企业关键节能技术,对于完成我国“十一五”期间节能降耗指标,保证我国经济的可持续发展,提高冶金行业的经济和社会效益,具有明显的重要性和迫切性。 AOD炉氩氧精炼法已经成功应用于不锈钢冶炼,而铁合金冶炼依然沿用传统的电硅热法,能耗高。所以研究将AOD炉氩氧精炼工艺移植到铁合金冶炼中具有重要的现实意义。此外我国的中小型冶炼厂依然采用老式的人工操作,生产效率低,产品质量差。对其进行自动化更新换代势在必行。 本论文来源于国家科技支撑计划项目——氩氧精炼铁合金节能减排工艺技术应用研究(课题编号为2007BAE17B01)。通过研究复吹法顶枪定位控制系统与协调控制策略,可以有效提高工艺质量,防止返干和喷溅情况的发生,节约能源和降低成本。 本文所做研究工作及取得主要成果如下： 1、在分析氩氧精炼不锈钢工艺发展现状的基础上,归纳了吹炼模式分类,进而研究了AOD法铁合金吹炼反应机理。 2、根据AOD炉中铁水液位,建立了顶吹氧枪位置的计算模型,既加快了铁合金冶炼的进程,又避免了返干和喷溅的产生。 3、确定了顶吹供氧流量曲线以及氧枪高度曲线,为实施顶枪定位控制做好了基础工作。 4、提出了以炉口噪声强度和炉内多点温度为约束条件的AOD炉氧枪定位智能控制专家系统,实现了氧枪枪位自动控制,从而达到防止喷溅以及返干的发生,提高钢水的产量,减少了原料的损失,最终优化吹炼过程的目的。 5、确定了该系统的控制范围和控制精度,对系统进行计算机仿真,对误差进行了分析。 6、对冶炼阶段的协调问题进行了流程设计,以便于协调各个组织机构进行有序的工作
近年来我国钢铁工业以举世瞩目的速度发展着,但却是以高消耗、高污染为代价,主要是因为我国的钢铁冶炼技术不够成熟,造成原材料的浪费以及炉体的损耗。如能在现有的基础上通过对冶炼工艺进行改进来提高炉体寿命,将大大提高冶炼效率,同时又能节约我国现有资源。 本文以AOD炉为例,针对提高AOD炉的寿命进行了两个方面的倾动控制工作,一是在冶炼过程中对炉体的控制,此时让炉体有一个背向倾角,迫使向上运动的气体流离开炉体后部侧墙,可以将对炉壁的侵蚀减小到最低限度；还有就是在加料和倾倒过程中,如果能快速准确的控制炉体倾动,可以减少铁水在炉内的滞留时间,也可以提高炉体寿命。本文采用异步电机对AOD炉倾动进行控制,分析了矢量控制和直接转矩控制的特点,选择了矢量控制作为异步电机的控制方式。针对提高AOD炉寿命的两种倾动方式的特点,设计了一个模糊控制器,在控制炉体背向倾角时制定具有慢速准确的控制规则；在控制倾倒等过程时制定快速、同时防止喷溅的控制规则。由于AOD炉倾动控制系统是基于工业现场的,单炉铁水量在5t以上,驱动电机都是几十千瓦甚至上百千瓦的大型电机,由于实验条件有限,不方便进行实际测试与实验,本文选用基于AOD倾动系统的等效的异步电动机作为控制对象,利用高速数字信号处理器DSP2812作为系统的核心控制芯片,完成SVPWM过程中的快速转换算法。通过对电机转速的检测,分析炉体实际的倾动位置,来确定当前的控制方式处于哪个分段,并根据检测结果向电机输出指令来控制炉体倾动。最后将建立好的倾动控制系统模型在Matlab下进行仿真,仿真结果证明了模糊控制系统的准确性,为减少气体对炉壁的冲刷侵蚀,延长AOD炉炉衬寿命奠定了基础。
影响炉衬使用寿命的因素及解决方案
经验交流ｌ Ｅｘｃｈａｎｑｅ ｏｆ Ｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅ
影响炉衬使用寿命的因素及解决方案
广益矿产集团有限公司口张广贺
摘要提高中频炉炉龄，减少扒、筑炉次数，减轻工人的劳动强度；从而提高生产率、 降低生产成本是众多中频炉使用厂家的管理者、使用者所一直关注，并努力追求的目标。本 文着重以中频炉常用镁质炉衬材料为例，结合多年的生产与实践经验着重谈提高镁质炉衬使 用寿命不可忽视的几个要素。 关键词 中频炉 炉衬材料提高炉龄的要素
炉龄也称炉衬寿命．是指中频炉炉衬从投
入使用到更换新炉衬止．一个炉役期间所炼钢
的总炉数 它是衡量中频炉生产水平的一项综
和性指标。因此。炉龄的高低不仅代表着技术
装备、工艺操作、生产管理等水平，也决定着
中频炉的生产率、生产成本的高低。然而在实
际生产过程中．影响炉衬使用寿命的因素有很
多。主要因素见图１。
Ｉ怕 ｌ 依据炉型确定料层的厚度 衬 厂，，打结Ｔ艺 料层之间必须进行“刮毛”处理 耐 ｌ Ｉ 切实掌握好炉衬的“致密度” 火 ｌ 材 烘烤Ｔ艺Ｊ 严格按热工曲线要求进行烘烤 料］ ｌ真正体现出“三带” 的 Ｉ ， 选 ｌ Ｉ 按熔炼要求制定“用炉”制度 择 熔炼工艺 充分考虑到渣对炉衬的侵蚀 ｌ正确制定“修补炉”措施
图１ １ 炉衬耐火材料的选择
不同材质的耐火材料由于其物理、化学性质
不同，他们对熔炼条件的适应能力也不同，例如
抗炉渣侵蚀能力、耐急冷急热性能等。因此，炉
衬的使用寿命差别很大。
尤其是熔炼高锰钢、不锈钢时不仅熔炼温度 高，而且熔炼条件也比较恶劣，钢液中的Ｆｅ、
Ｓｉ、Ａｌ、Ｍｎ、Ｃ、渣中的ＣａＯ、ＳｉＯ２、ＦｅＯ等
元素对炉衬的侵蚀十分严重。从而导致炉衬的使
用寿命大大降低。
以熔炼高锰钢、高碳钢为例，日常使用的
石英砂炉衬材料就不能担此重任了。由于石英
质酸性炉衬材料的耐火度低。体积膨胀率大，
用于炼钢时，炉衬的寿命较低。但是，由于石
英砂的成本低，在熔炼铸铁上还是得到了应用，
提高中频感应电炉炉衬寿命的解决方案
Ｉ …
提高中频感应电炉炉衬寿命的
解决方案
沈阳恒丰实业有限公司 （辽宁１１０１４１） 孟昌辉李建国
中频电磁感应炉具有熔炼速度快、效率高、温
度易于控制、环保等突出优点，成为铸造企业生
产铸件的主要熔炼设备，但是，中频感应电炉炉
衬的使用寿命成为影响铸件早期质量及企业效益
的难题。
经过多年的生产实践，我公司推出“成型炉衬
＋电动筑炉机施工”的解决方案，彻底摈弃了手工
捣制炉衬的落后工艺，避免了人为因素的影响。
目前， ２５￣５０００ｋｇ成型炉衬已在国内外数千个铸造
企业中应用，广泛地适应于熔炼黑色、有色金属
及其各类合金，取得了很好的经济效益。
１．成型炉衬
成型炉衬是指以机械方法制作并实现工业化
批量生产的固定尺寸耐火材料的衬体。它具有体
积密度大，强度高，材质好，粒度均匀，以及成
品一致性好等一系列在炉体内捣制炉衬所无法比
拟的优势。成型炉衬采用高纯刚玉Ａ１：Ｏ，和电熔镁
ＭｇＯ为主要基材制成。由于在熔炼过程中形成了
镁铝尖晶石或铝镁尖晶石烧结层，所以成型炉衬
既有优良的热稳定性，不易受热开裂，又具有优
良的耐高温性能，以及不易受渣化侵蚀的特点。
几种典型的成型炉衬及相应的中频电炉感应线
圈尺寸情况见表１。
表１ 成型炉衬型号及对应的感应线圈尺寸
型号／ｋｇ １００ １５０ ２５０ ５００ ７５０ ｌＯ００ １５００ ２Ｏ００ ３０ｏ０ ５ｏｏ０
感应圈尺寸 ３２０ ３６Ｏ ４５０ ５６ｏ ６２０ ７２０ ７７０ ８１Ｏ ８７０ １１００ ／ｍｍ
成型炉衬的优点如下：
（１）安装简便，省时省力（仅为炉内捣制炉
衬时间的２０％左右）。
３０ ２０ｗｗ’￣ ． ｒｎｅ箩ｔｏｌ ｗ ｏ期ｒｋｌｎ热ｌｌ ｇＳ孕Ｏ．簧ｃｏｍ压铸造 参霭 工 热加工 Ｖ ’ ……一 （２）不需烘炉，节能省电（节约燃料费用支
出，省电１５％以上）。
（３）熔化快速，提高效率（有功功率增大，
熔化时间缩短１０％左右）。