炉底捣打料在润忠钢厂90t竖炉电弧炉上的应用

炉底捣打料在润忠钢厂90t竖炉电弧炉上的应用蒋志良ApplicationofBottomRammingMaterialinA90tShaftArcFurnaceatRunzhongSteelWorksJiangZhiliang(AssociationofJiangsuRefractoryIndustry,Wuxi214026)以前陆续投产的现代电炉炼钢用炉底材料完全靠进口，主要从奥地利Vcistcher-Radex公司引进，牌号有NN-95，MA-20，NN25和DC25等。1997年辽宁海城华宇耐火材料有限公司研制的新一代炉底捣打料HYDL-85，于1998年9月在江苏沙钢集团润忠钢厂90t竖式电弧炉上使用，综合单耗为0.30kg/t，可替代进口材料。1电炉炉底捣打料工艺特点HYDL-85捣打料是用Fe2O3、SiO2、Al2O3含量很低的辽宁海城华子峪矿山产的菱镁石。依据炉底材料生产基本工艺，采用轻烧活化后超细粉磨，配入必要的外加原料，经高压成球和高温煅烧成合成料。由于采用特殊工艺，合成料中的SiO2、Al2O3含量已经达到Veistcher-Radex公司的实物水平。HYDL-85捣打料的烧结机理：在1250℃，炉底材料的C4F(C4AF)少量熔于方镁石中，而方镁石也少量溶于C2F中形成固溶体。形成有限固溶体者可促进材料烧结，当废钢熔化后C2F分解固溶于MgO中形成RO相，CaO形成富钙液相或析出CaO晶体或同SiO2形成C2S，原始材料由MgO+C2F变成RO+SiL，完成烧结过程。炉底溶蚀作用受时间和温度限制，将是缓慢的，轻微的。而且，这一反应是循环的，当下一炉次炼钢时，与钢水接触，则C2F重新分解，使炉底工作层表面＜1mm厚的氧化层在不断地消失与新生循环往复。从化学侵蚀的观点看炉底寿命是适宜的和长寿的。2炉底捣打料化学-矿物组成和物理性能HYDL-85炉底捣打料化学-矿物组成见表1；HYDL-85炉底捣打料物理性能见表2。表1HYDL-85炉底捣打料的化学矿物组成Table1ChemicalandmineralcompositionofHYDL-85bottomrammingmaterial名称化学组成/%矿物组成/%MgO86.60-CaOFe2O3SiO2Al2O3I.L方镁石(MgO)二钙铁(2CaO.Fe2O3)铁铝酸四钙(4CaO.Al2O3.Fe2O3)硅酸三钙(3CaO.SiO2)方钙石(CaO)6.794.670.950.230.41----------87.07.41.13.21.3表2HYDL-85炉底捣打料的物理特性Table2PhysicalcharacteristicsofHYDL-85bottomrammingmaterial名称结合特征粒度范围/mm松装密度/g.cm-3使用温度界线/℃烧后强度/MPa烧后线化率/%1200℃×3h1600℃×3h1200℃×3h1600℃×3hHYDL-85炉底捣打料陶瓷0～62.5190013.235.3+0.70-1.80注：HYDL-85炉底捣打料在干燥环境储存一年。3使用跟踪记录沙钢集团润忠钢厂90t竖炉投产时使用Veistcher-Radex公司生产的MA-20，本次使用的是新一代电炉炉底捣打料HYDL-85。1998年10月17日开始使用，历时46天，冶炼793炉，低碳钢约占13.4%，中碳钢约占21.6%，高碳钢约占65.0%，出钢温度平均1625℃，冶炼时间平均63min。1998年11月30日因换修炉墙和炉底透气砖而停炉时，炉底仍然完好。该炉役冶炼了约71370t钢，消耗HYDL-85捣打料21.3t，单耗为0.298kg/t。HYDL-85炉底捣打料在该炉役过程中的现场记录见表3。表3HYDL-85炉底捣打料使用记录Table3RecordforusingHYDL-85bottomrammingmaterial炉次热停后炉况冷修部位用料量/t02号区侵蚀严重，炉门及出钢口处冲蚀明显2号区，炉门及出钢口炉底其它部位1212号区烧结完好，无变化——452号区非常光滑，出钢口上部，右侧稍有侵蚀——65炉门右侧稍有侵蚀——134—换出钢口砖0.2～0.3249炉门左侧坡尖稍有侵蚀出钢口右侧的2号区侵蚀较多换出钢口砖0.23421号、3号区也有侵蚀现象——362炉壁侵蚀严重，2号区侵蚀较轻，竖井下方侵蚀严重(原有材料)换炉壁在炉门两侧的镁碳砖用HYDL-85修竖井下方和炉门6363冷却后各部位完整光滑——453因设备故障停炉同时换出钢口和局部镁碳砖用HYDL-85填出钢口和炉坡四周顶部2466正常——595—换出钢口砖0.26252号区下方稍有侵蚀其余正常——715—换出钢口砖0.27932号区和炉坡完好，出钢口和炉门两侧稍有侵蚀修炉门左侧，换渣线镁碳砖0.5当今国内外现代电炉炉底材料基本上实现了不定型化。炉底长期炉役中采用热补和冷修，很少采取全拆全修方法。炉底材料单耗由热补和冷修用料量、产钢量计算出，本次使用的HYDL-85捣打料基本上是冷修。整个炉役过程中，采用HYDL-85捣打料捣制炉底情况如图1所示。图1采用HYDL-85材料捣制炉底示意图Fig.1SchematicoframmedbottomusingHYDL-85materialinafurnacecampaign该炉役使用HYDL-85捣打料21.3t。冷修6次，其中换出钢口砖3次，2号热点区全炉役中间没有冷修过。4结语江苏沙钢集团润忠钢厂，使用国产新一代炉底捣打料HYDL-85，构筑现代电炉炉底，按冷修用料量与产钢量计算，吨钢消耗为0.30kg；使用进口捣打料MA20，吨钢消耗为0.35kg。HYDL-85可替代进口材料。作者简介:蒋志良，男，高级工程师。从事耐火材料的研究与开发。作者单位:(江苏省耐火材料行业协会，无锡214026)