转炉炼钢特点及耐火材料消耗介绍

转炉炼钢原料为废钢和铁水，通过结渣、吹氧等方法。转炉炉衬的使用寿命因冶炼钢类型而异。例如，较大的转炉只能冶炼碳钢，冶炼温度低，渣成分稳定，使用寿命较长。但随着顶部联合吹技术的发展，N2、CO2、Ar或O2通过底部吹扫塞吹入转炉，缩短转炉冶炼时间，提高钢液质量，降低冶炼成本，但加速了炉衬的腐蚀和耐火材料。

转炉炼钢法的工作原理及特点

转炉炼钢法是将氧化气体吹入（旋转）炉内的铁水中，通过氧化杂质元素炼制成钢水的各种方法的总称，又称吹炼法。转炉冶炼时，首先按照配料要求将转炉倾倒，在转炉迎钢面一侧加入一定量的废钢，然后加入适量的铁水，然后将转炉摇直，加入适量的造渣材料（分批加入），加料后将氧枪插入转炉顶部，吹入纯度大于99%的高压氧气流，直接与高温铁水发生氧化反应，去除杂质。去除大部分硫磷后，当钢水的成分和温度满足冶炼要求时，停止吹炼，提高氧枪，准备出钢。出钢时，将炉体倾倒，使钢水从出钢侧通过出钢口注入钢袋，然后钢水进入下一个冶炼过程。出钢后，钢渣通过炉口倾倒到钢渣罐中；最后，再次摇直转炉，等待下一次冶炼或转炉的维护。氧气转炉炼钢过程中会产生大量棕色烟气，主要由氧化铁粉尘和一氧化碳气体组成。因此，必须进行回收和综合利用，以防止环境污染。回收的氧化铁粉尘可用于炼钢，回收的一氧化碳可用作化学原料或燃料。

转炉炼钢工艺发展及耐火砖消耗

转炉是目前铁水炼钢比较经济高效的方法，转炉钢占总钢产量的一半以上。目前，转炉炼钢主要开发纯氧顶底复合吹炼。全铁水预处理。全炉次渣出钢。全二次冶金和全连铸，进一步提高产量。质量，提高冶炼钢种类，提高转炉寿命。

铁水预处理技术的应用，使钢液中的SI含量从10年前的1.0%降低到0.68%或更低，渣量降低了20%~25%，石灰熔剂的用量也从每吨钢55kg增加到35kg，炉衬耐火砖的侵蚀速度明显降低；控制渣成分，即增加白云石用量（从每吨钢21kg增加到23kg），使Mgo含量从6%增加到8%，降低Mgo-C耐火砖中Mgo的溶解速度。溅渣保护炉技术（Slagspalshing）对保护炉衬起着非常有效的作用，在北美国家得到了广泛的应用。

通过在渣中加入白云石。废耐火砖等调整渣成分，增加渣层的厚度和粘度，然后用氧枪吹氩或单独的渣枪将渣溅到炉衬表面，附着一层高粘度，具有一定的耐火渣保护层，渣层中和初期酸渣，防止炉衬材料侵蚀，提高炉衬使用寿命，效果非常显著。采用精确的激光厚度测量技术，使转炉衬的喷涂时间。喷涂区域得到了准确的控制。

目前，当工作衬里厚度为20~30cm时，可开始喷涂，有的甚至在13cm时开始喷涂。火焰喷涂技术与激光测厚技术相结合，可获得理想喷涂效果和最低喷涂材料消耗。转炉衬里的使用寿命大大提高，Mgo-C耐火砖的质量也起着重要作用，主要包括镁砂的纯度。结晶尺寸。密度。石墨的纯度。结合剂性能的提高。添加剂的首选。耐火砖工艺的改进等。在抗氧化剂的选择上，Al-Mg合金作为抗氧化添加剂，可将Mgo-C耐火砖的高温强度提高45%，抗渣侵蚀能力提高1倍。

转炉炼钢法具有以下特点

（1）吹入的氧气动能和动量大，气体和铁水。炉渣形成高度分散的乳化状态，反应速率极高，生产率极高，热效率高；

(2)主要原料为铁水，废钢占0~30%；

(3)属于自热熔炼类型，依靠铁水的物理热和氧化反应，无需外加热源；

（4）转炉炼钢的生产周期易于与高炉、连续铸钢相匹配，有利于钢铁生产工艺的顺利物流和全连铸生产的实现；

（5）由于冶炼过程是氧化气氛，去硫效果差，一些昂贵的合金元素也容易被氧化和损失，因此冶炼钢的种类和质量有一定的限制。

转炉是当今炼钢行业广泛使用的窑炉设备。转炉炼钢分为氧气顶吹炼钢、氧气侧吹炼钢、氧气底吹炼钢、氧气顶复吹炼钢四种方式。目前，主要用于顶底复吹炼钢。在转炉耐火材料的选择上，镁碳砖广泛应用于国内外，镁碳砖广泛应用于不同的部位。镁砖也用于不同的工作环境。火泥。填缝材料。捣碎材料。修补材料。喷涂材料等。具体如下：

1.镁碳砖。

炉内工作环境恶劣，温度高，侵蚀性大。炉衬容易产生机械磨损、冲刷、腐蚀、耐剥落等现象，因此对炉衬耐火材料的要求很高。镁碳砖具有良好的抗氧化性和高温强度，广泛应用于国内外。

2.镁砖。

镁砖仅次于转炉耐火材料中的镁碳砖，最高使用温度在2000℃以上，具有耐高温、耐渣蚀的特点。镁砖主要用于烧结镁砖和镁硅砖，主要用于转炉上的永久层。

3.不定形耐火材料。

转炉不定形耐火材料主要是指转炉修复过程中使用的耐火泥、填缝料、捣碎料等耐火材料。其理化指标见表2。表2转炉采用不定形耐火材料指标。

4.修补料.喷补料。

在转炉的生产和运行中，维护是不可避免的。无论冶炼什么钢种，冶炼条件有多苛刻，只要使用良好的耐火材料和维修，特别是维修，转炉炉衬就可以成为半永久性炉衬。

炉顶主要受炉渣腐蚀和空气清洗、氧化镁碳砖氧化和清洗过程中的机械损坏。因此，高强度、高抗氧化镁碳砖可用于转炉顶部。

转炉耳轴区有严重的炉渣腐蚀、空气清洗、氧化和机械应力，难以修复。因此，这里可以使用含有16%~18%碳的优质高强度耐腐蚀镁碳砖。

对于主要受炉渣腐蚀的渣线区域，应采用优质高耐腐蚀氧化镁碳砖。不仅暴露在钢水和炉渣腐蚀的充电侧，还受到铁液洗涤和陡钢的影响。因此，应采用耐腐蚀性强、耐热性好的高强度氧化镁碳砖。

钻孔损坏的主要原因是氧化、炉渣腐蚀、温度剧烈变化、钢水洗涤等，因此应采用高强度、高抗氧化性的镁碳砖。

为了提高转炉的使用寿命，衬里耐火材料的质量是一个重要因素，运行条件是一个更重要的因素。维护是转换器使用寿命的另一种重要方法，衬里保护措施可以延长使用寿命数倍。转换器的主要维修方法如下：

1.自流修补材料主要用于前后大面，喷射混合主要用于耳轴区域等部位。

2.Slag防溅技术。可在转炉中加入轻烧氧化镁球或白云石，提高炉渣的熔点和粘度，然后通过高压氮吹，轻烧镁矿和含白云石的渣溅入转炉衬中，在冶炼过程中过程中的腐蚀。

在开发镁碳砖之前，炉衬主要由烧结镁砖或焦油沥青粘结镁砖、镁矿白云石砖等组成。但现在，镁碳砖在炉中越来越普遍，几乎所有的炉衬都是由镁碳砖制成的。转炉永久衬砌由镁砖制成，接缝材料为镁捣碎材料。