1、煉鋼用耐火材料的技術(shù)進(jìn)步摘要：煉鋼用耐火材料包含了裝盛液態(tài)鐵水、液態(tài)鋼水容器的內(nèi)襯及相關(guān)護(hù) 爐、保溫材料，具體可分為鐵包包襯、轉(zhuǎn)爐爐襯、鋼包包襯和中間包包襯及相關(guān) 配套的出鋼口、滑動(dòng)水口、連鑄三大件等定形耐材和補(bǔ)爐料、耐火泥、干式料、 澆鑄料、引流砂、覆蓋劑、保護(hù)渣等不定形散狀料等130多種。基于此，本文主 要對(duì)煉鋼用耐火材料的技術(shù)進(jìn)步進(jìn)行分析探討。關(guān)鍵詞：煉鋼用；耐火材料；技術(shù)進(jìn)步1、前言近年來由于采用了優(yōu)質(zhì)鎂碳磚，采取綜合砌筑爐襯，并加強(qiáng)噴補(bǔ)，尤其是近 年來采用了濺渣護(hù)爐技術(shù)使轉(zhuǎn)爐爐襯壽命提高至數(shù)千爐，有些鋼廠爐襯壽命已超 過萬爐。噴射冶金用的噴槍采用高鋁質(zhì)澆鑄料或組合噴槍，已使噴槍壽命大

2、為提 高。鋼包用粘土磚、臘石磚或一般高鋁磚已不能適應(yīng)爐外精煉要求，近年來開發(fā) 了 MgO-C磚、MgO-CaO-C磚或高質(zhì)量高鋁磚和高鋁澆鑄料，已使鋼包耐材壽命 從10爐左右提高至數(shù)十爐，有些鋼廠甚至超過100爐。板坯連鑄用熔融石英質(zhì) 浸入式水口、鋁碳質(zhì)浸入式水口、長水口、整體塞棒和滑動(dòng)水口以及小方坯連鑄 用的鋯質(zhì)定徑水口、中間包涂料、隔熱板等專用耐材的應(yīng)用均取得了長足的進(jìn)步。2、轉(zhuǎn)爐爐襯用耐火材料2.1采用優(yōu)質(zhì)鎂碳轉(zhuǎn)爐襯壽命大幅度提高隨著連鑄及爐外精煉技術(shù)的普遍采用，轉(zhuǎn)爐出鋼溫度相應(yīng)提高，因此，對(duì)轉(zhuǎn) 爐爐襯耐材要求更加苛刻，在初期階段采用的焦油白云石或鎂質(zhì)白云石磚已遠(yuǎn)不 能適應(yīng)轉(zhuǎn)爐冶煉要求。

3、寶鋼1978年從新日鐵引進(jìn)的300t大型轉(zhuǎn)爐設(shè)計(jì)爐襯壽命 僅為1000爐，1985年投產(chǎn)初期爐襯壽命只達(dá)486.7爐，1987年達(dá)943爐，由于 采用了鎂碳磚綜合砌爐1988年達(dá)到1052爐。1990年鞍鋼180t轉(zhuǎn)爐最高爐襯壽 命達(dá)到1708爐；首鋼30t轉(zhuǎn)爐爐襯壽命高達(dá)1441爐。在此期間，日本轉(zhuǎn)爐爐襯壽命一般為3000爐5000爐，川崎水島廠第一煉鋼廠180t頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐爐襯壽 命已達(dá)8119爐，創(chuàng)造了頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐爐襯壽命的世界紀(jì)錄（1989年2月18日 1990年3月9日）。爐襯耐材單耗已降低到爐襯磚0.35kg/t鋼，噴補(bǔ)料 0.39kg/t鋼。又如，武鋼二煉鋼廠1983年使用焦油白

4、云石磚，爐襯壽命僅為 446爐；1985年開始采用鎂碳磚砌爐，到1988年?duì)t齡已提高至1399爐。近年來我國轉(zhuǎn)爐多采用綜合砌爐，同時(shí)加強(qiáng)了對(duì)爐體的維護(hù)，適時(shí)噴補(bǔ)，推 廣濺渣護(hù)爐，使轉(zhuǎn)爐爐襯壽命大幅度提高，2000年全國重點(diǎn)企業(yè)轉(zhuǎn)爐爐襯壽命平 均已達(dá)2641爐。3、鋼包用耐材3.1包襯耐材由于爐外精煉技術(shù)獲得廣泛采用，原來鋼包內(nèi)襯采用的粘土磚、臘石磚、一 般高鋁磚已不再適用。近年來開發(fā)了 MgO-C磚、MgO-CaO-C磚、高質(zhì)量高鋁磚 和高鋁澆鑄料及鎂鋁尖晶石澆鑄料。一般包底、包壁用高鋁澆鑄料，渣線用Mg- C磚，包襯耐材消耗在有些廠已從9.0kg/t鋼降低至1.5kg/t鋼，鋼包壽命超過 1

5、00爐。LF、VOD用鋼包耐材消耗高達(dá)10kg/t鋼，如果鋼包用合成氧化鋁質(zhì)耐材， 如板狀剛玉或尖晶石，可顯著提高鋼包耐材壽命。3.2鋼包透氣磚鋼包透氣磚有組合式、彌散式和直通式三種。直通式透氣磚產(chǎn)生的氣孔均勻， 氣體流量便于控制，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。透氣磚耐材有鎂質(zhì)、鎂銘質(zhì)、剛玉質(zhì)。 對(duì)鋼包用氧化鋁和尖晶石一氧化鋁透氣磚的研究表明，這些耐材在1600C時(shí)具有 很高的熱態(tài)耐壓強(qiáng)度，在25MPa45MPa之間，使用效果非常好。4、連鑄用耐火材料為適應(yīng)連鑄多爐連澆及促使非金屬夾雜物上浮，中間包趨向于大型化。中間 包內(nèi)襯多用高鋁質(zhì)耐材，噴涂料用高鋁質(zhì)或鎂質(zhì)。近年來中間包內(nèi)襯趨向于用堿 性材質(zhì)。絕熱板亦

6、由硅質(zhì)發(fā)展到非硅質(zhì)，且由單一品種向多品種發(fā)展。4.2長水口、浸入式水口和滑動(dòng)水口4.2.1長水口、浸入式水口長水口、浸入式水口材質(zhì)主要用鋁碳質(zhì)，渣線部位為鋯質(zhì)。熔融石英質(zhì)已少 量采用。在澆鑄鋁鎮(zhèn)靜鋼及其它特殊鋼種時(shí)，鋼中非金屬夾雜物易積聚在水口內(nèi) 表面，使水口堵塞，易于造成鋼流中斷。為避免鋼流堵塞，一般有多種保護(hù)型式， 如從整體塞棒向浸入式水口吹氬、從浸入式水口內(nèi)壁狹縫向鋼流吹氬保護(hù)、從水 口內(nèi)壁的直通吹氣孔向鋼流吹氬等等，使用效果后兩種型式較好。4.2.2滑動(dòng)水口滑動(dòng)水口用耐火材料，主要包括上水口、上滑板、下滑板、下水口。其中滑 板為直接控制鋼流的部件，是滑動(dòng)水口的關(guān)鍵部位?；宀馁|(zhì)主要有剛

7、玉質(zhì)、鎂 質(zhì)、鋯莫來石及碳質(zhì)等或幾種材料復(fù)合，用戶可根據(jù)鋼種加以選擇?；鍛?yīng)具有 耐沖擊性、耐侵蝕性、耐沖刷性以及足夠的機(jī)械強(qiáng)度。4.2.3定徑水口國外小方坯連鑄機(jī)均采用無塞棒定徑水口澆鑄，要求孔徑在整個(gè)澆鑄過程中 基本不變，對(duì)耐材質(zhì)量要求苛刻，一般采用含鋯質(zhì)材料制成。國外定徑水口中 ZrO2含量一般從62%95%，分5個(gè)等級(jí)，根據(jù)澆鑄時(shí)間長短，可選用不同鋯含 量的定徑水口。5、爐外精煉用耐火材料近年來爐外精煉技術(shù)獲得了迅速發(fā)展，對(duì)耐火材料提出了更加嚴(yán)格的要求， 如耐高溫達(dá)1750C以上；在高溫高真空度(66.7Pa)狀態(tài)下工作；耐鋼液和爐渣的 強(qiáng)烈沖刷(如RH上升管內(nèi)鋼液流速高達(dá)5m/min

8、7m/min)；在惡劣條件下長時(shí)間工作；經(jīng)受間歇作業(yè)的急冷急熱等。滿足以上要求，必需采用耐高溫、耐侵蝕、 抗熱震性好的優(yōu)質(zhì)耐火材料，爐外精煉用耐材：電熔再結(jié)合鎂銘磚和鎂碳磚，曾用于撫順鋼廠引進(jìn)的VOD/VHD爐生產(chǎn)正常； 碳結(jié)合MgO-CaO系列制品，如高強(qiáng)度鎂碳磚，早在20世紀(jì)80年代，國產(chǎn)鎂碳磚 用于上鋼五廠LF爐上，包齡已達(dá)39次。在一些鋼廠的VOD/VHD爐渣線上使用， 壽命達(dá)到20余次。電熔再結(jié)合鎂銘磚用于太鋼18tAOD爐風(fēng)眼部位，其壽命已達(dá) 50余次。合成鎂銘磚、鎂銘鋁磚和半結(jié)合鎂銘磚，在大連鋼廠VOD爐渣線用壽命 已達(dá)22次。半結(jié)合鎂銘磚在武鋼RH浸漬管上使用已達(dá)50次以上，達(dá)

9、到了從德 國引進(jìn)的電熔再結(jié)合鎂銘磚的同等水平。近年來，寶鋼二煉鋼RH-KTB采用電熔 鎂銘磚浸漬管平均壽命已從1998年的127爐提高到2000年的159爐；下部槽壽 命2000年平均壽命高達(dá)392次；最高壽命達(dá)980次。6、散狀料不定形耐火材料即散狀料經(jīng)常作為鋼包、中間包的永久工作襯使用，適宜對(duì) 復(fù)雜構(gòu)型的襯體進(jìn)行施工和修補(bǔ)。此外連鑄保護(hù)渣和覆蓋劑屬于功能性散狀料。6.1覆蓋劑在煉鋼生產(chǎn)中向鋼包和中間包鋼水表面加入一定量的鋼水覆蓋劑進(jìn)行保溫， 避免鋼水直接裸露在空氣中，造成澆鑄過程中的鋼水溫降過快，引起低溫凍水口 或連鑄凍中間包。三鋼閩光采用復(fù)合型覆蓋劑，覆蓋劑要求鋪展性好、膨脹絕熱 保溫的

10、特點(diǎn)，不能造成鋼水的增碳，水份含量不能造成鋼水氣體的增加而影響鑄 坯質(zhì)量。6.2引流砂引流砂作為鋼包底部水口填充材料，其主要作用是引導(dǎo)鋼水自開。三鋼閩光 采用銘質(zhì)引流砂，Cr2O3含量為2635%，自開率在99%以上。熱態(tài)修補(bǔ)料主要用于修補(bǔ)轉(zhuǎn)爐的裝料側(cè)、出鋼側(cè)和爐底，是延長爐役的必要材料。目前所用的補(bǔ)爐料為大面料，主要成分為MgO和Al2O3，以投料補(bǔ)爐方便， 燒結(jié)時(shí)間短等優(yōu)點(diǎn)得于廣泛應(yīng)用，近期也試驗(yàn)了水基型補(bǔ)爐料。6.4連鑄保護(hù)渣保護(hù)渣是連鑄生產(chǎn)功能性耐火材料，主要作用是改善結(jié)晶器與坯殼潤滑、傳 熱，同時(shí)起隔熱保溫的作用。連鑄保護(hù)渣是連鑄生產(chǎn)減少漏鋼，提高鑄坯表面質(zhì) 量的重要手段，三鋼閩光早在1999年后即實(shí)現(xiàn)全過程保護(hù)澆鑄。7、結(jié)語煉鋼用耐材發(fā)展的趨勢是使用高純度原料、含碳耐火材料、不定型耐火材料， 除了含石墨耐火制品擴(kuò)大應(yīng)用外，連鑄用耐材也獲得了穩(wěn)步發(fā)展。由于耐火材料 質(zhì)量提高，耐材單耗相應(yīng)降低，如日本1999年粗鋼耐材單耗僅為10.7kg/t鋼 （含耐火