1、特殊钢事业群山东烟台华新事业处特殊钢事业群山东烟台华新事业处2011/8/16低碳镁碳砖用于不锈钢钢包生低碳镁碳砖用于不锈钢钢包生产实践产实践烟台华新不锈钢烟台华新不锈钢特殊钢事业群山东烟台华新事业处特殊钢事业群山东烟台华新事业处一、前言1、白云石系列及镁碳质耐火材料优缺点对比白云石系优点：耐高温性好热力学稳定性好抗渣侵蚀性强可净化钢液白云石系缺点：不易储存热震稳定性不佳不抗铝渣侵蚀镁碳质优点：易储存热震稳定性好耐高温性好抗渣侵蚀性好 我厂冶炼条件苛刻，温度高、时间长、双吹氩砖搅拌剧烈等，经过各项改善，包龄提升后，钢包熔池部位仍存在着严重的开裂问题，存在着安全隐患。特殊钢事业群山东烟台华新事业
2、处特殊钢事业群山东烟台华新事业处二、我厂冶炼流程介绍2.1、工艺流程介绍 我厂冶炼工艺流程为三段式生产模式，主要以连铸坯为主，并辅以各尺寸模铸钢锭。产品包含低碳、低氮各系列钢种，主要有201/202、303、304/304L、308/309、316L/316Ti、318、2205、347H、310、314、430、630、T91、8825等。生产工艺流程简图如下。特殊钢事业群山东烟台华新事业处特殊钢事业群山东烟台华新事业处二、我厂冶炼流程介绍2.2、钢包示意图特殊钢事业群山东烟台华新事业处特殊钢事业群山东烟台华新事业处三、主要测试内容3.1、抗渣性能测试 为了了解低碳镁碳砖在不锈钢生产应用的可
3、行性，上线测试前对其进行抗渣性能测试。所测试的某特殊钢渣化学成分如下表所示：化学成分SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOMnO含量/%2.9419.820.363.346.690.17 由化学成分可知其主要成分为CaO和Al2O3，通过X射线衍射仪鉴定该钢渣的主要物相为CaO和七铝酸十二钙（7Al2O312CaO，A7 C12），因A7 C12的熔点处于14151495 之间，在钢水精炼过程中呈低粘度液相，对耐火材料有很强的侵蚀性和渗透性。特殊钢事业群山东烟台华新事业处特殊钢事业群山东烟台华新事业处三、主要测试内容 所测试的低碳镁碳砖及我厂在用富镁白云石不烧砖理化指标如下表所示。可以看出低
4、碳镁碳砖的体积密度较高。类型低碳镁碳砖富镁白云石不烧砖MgO(%)91.1560.8CaO(%)1.2537.4C(%)5.83.6显气孔率(%)2.912.8体积密度(g/cm3)3.152.94耐压强度(Mpa)11296.2导热系数(W/mk)5.03.23特殊钢事业群山东烟台华新事业处特殊钢事业群山东烟台华新事业处三、主要测试内容 通过静态坩埚法对两种样品砖进行抗渣试验，测试条件1650 3 h，其截面图如下所示：测得低碳镁碳砖和富镁白云石不烧砖的侵蚀宽度分别1.10 mm和1.05 mm，说明二种样品抗侵蚀性基本相当。此外，观察两种样品砖坩埚中的残渣，发现低碳镁碳砖中的残渣量比富镁白
5、云石不烧砖多，即低碳镁碳砖比富镁白云石不烧砖具有更好的抗渣渗透性能。(a)低碳镁碳砖 (b)富镁白云石不烧砖特殊钢事业群山东烟台华新事业处特殊钢事业群山东烟台华新事业处三、主要测试内容3.2、低碳镁碳砖上线试用 2013年年底，引进浙江某耐火材料厂生产的两套低碳镁碳砖用于我厂60T钢包包底及熔池部位，其平均使用寿命为17.5次，同期富镁白云石不烧砖钢包使用寿命为14.4次，提高3.1次，使用状况明细如表4所示。类型使用寿命/次上线尺寸/mm下线残存/mm富镁白云石轻不砖14.413057低碳镁碳砖17.513072特殊钢事业群山东烟台华新事业处特殊钢事业群山东烟台华新事业处三、主要测试内容 富
6、镁白云石不烧砖在线使用中即可观察到有开裂情况，中修/大修时开裂缝有进一步扩大现象，并且其内有夹渣，说明在线使用中该处缝隙并非表面裂纹；低碳镁碳砖在线使用中发现无开裂问题，而下线中修/大修的冷却过程中会出现开裂，其开裂缝宽度最大处约10 mm。(a)富镁白云石不烧砖 (b)低碳镁碳砖特殊钢事业群山东烟台华新事业处特殊钢事业群山东烟台华新事业处三、主要测试内容 根据分析，低碳镁碳砖中碳含量降低以后，砖的热导率下降，弹性模量增大，从而使砖的抗热震稳定性变差，使熔渣及钢水与低碳镁碳砖的润湿性增强，抗熔渣及钢水的渗透性变差；若过高的提高其烧结性能，在冷却过程中则会产生收缩开裂。碳含量不变抗氧化剂改善镁砂
7、改善 至2015年年初，钢包平均使用寿命达到18.4次，较改善前提升27.7%。特殊钢事业群山东烟台华新事业处特殊钢事业群山东烟台华新事业处 在测试低碳镁碳砖的同时，跟踪VOD破空至连铸取样区间内，未添加高碳合金情况下的钢水增碳量。说明低碳镁碳砖基本可以满足低碳钢种的生产需求。富镁白云石不烧砖3.0%-4.0%低碳镁碳砖5.5%-6.5%三、主要测试内容3.3、低碳镁碳砖增碳问题分析 特殊钢事业群山东烟台华新事业处特殊钢事业群山东烟台华新事业处三、主要测试内容3.4、钢包保温问题 富镁白云石不烧砖3.23 W/mk 低碳镁碳砖5.5 W/mk 钢壳轻质保温隔热砖烧成镁砖背衬粉特殊钢事业群山东烟
8、台华新事业处特殊钢事业群山东烟台华新事业处三、主要测试内容为改善钢包的保温问题，特意做了五组对比测试 方案编号保温层永久层工作层132mm厚轻质保温隔热砖64mm厚烧成镁砖低碳镁碳砖210mm厚轻质保温板86mm厚高铝浇注料低碳镁碳砖332mm厚轻质保温隔热砖64mm厚烧成镁砖富镁白云石不烧砖410mm厚轻质保温板30mm厚叶腊石砖和64mm厚高铝砖低碳镁碳砖510mm厚轻质保温板30mm厚叶腊石砖和64mm厚高铝砖富镁白云石不烧砖特殊钢事业群山东烟台华新事业处特殊钢事业群山东烟台华新事业处四、结论 综合数据分析可以看出，低碳镁碳砖配合保温性能更好的高铝浇注料和叶蜡石砖永久层，可以取代富镁白云石不烧砖用于冶炼低碳不锈钢作业，具体表现为：1)使用低碳镁碳砖后钢包平均包龄明显提升，降低了钢包砖耐材成本；2)低碳镁碳砖较富镁白云石不烧砖对钢水的增碳量稍高10-20ppm，可以满足不锈钢冶炼需求；3)低碳镁碳砖使用过程中较富镁白云石不烧砖收缩开裂明显减少，显著提升了钢包使用安全性。
