鋼包用新材料與新技術(shù)的開發(fā).pdf

1、鋼包的性能不但直接影響冶煉過程、鋼材質(zhì)量，同時(shí)對(duì)經(jīng)濟(jì)效益及生產(chǎn)安全也具有重要影響，在現(xiàn)代化冶金過程中起著越來越重要的作用。雖然冶金新技術(shù)和新工藝對(duì)鋼包功能的要求是多方面的，但是，提高鋼包精煉效果、增加鋼包底吹攪拌的功能和效率、減少耐火材料內(nèi)襯對(duì)鋼液及精煉過程的影響是目前鋼包研究的重點(diǎn)。
　　本論文分析了鋼包內(nèi)襯材料對(duì)鋼包精煉過程及向鋼中傳氧的影響及鋼包內(nèi)襯保溫材料對(duì)鋼液溫降的影響，開發(fā)了高性能鋼包底吹透氣元件，研究了鋼包底吹透氣元

2、件的溫度和應(yīng)力分布，最后優(yōu)化了鋼包底吹氬工藝參數(shù)。
　　通過研究，本論文獲得了以下主要結(jié)果:
　　(1)隨著耐火材料組分由堿性向中性及酸性的變化順序，耐火材料的氧勢(shì)指數(shù)增大，由耐火材料向鋼液中的傳氧能力增加;溫度升高，會(huì)促進(jìn)耐火材料組分的分解以及向鋼液中傳氧過程的進(jìn)行。通過使用絕熱材料，可以顯著降低鋼水熱損失，減少鋼水溫降。
　　(2)對(duì)于鋼包底吹噴粉系統(tǒng)，其流態(tài)化壓力為0.4MPa、氣體流量分別達(dá)到20Nm3·h-1

3、（15條狹縫）和22Nm3·h-1（18條狹縫）時(shí)，粉體質(zhì)量流量趨于穩(wěn)定、輸送過程平穩(wěn)。透氣元件氣室采用突擴(kuò)式設(shè)計(jì)時(shí)沒有堵塞發(fā)生，而采用漸擴(kuò)設(shè)計(jì)時(shí)容易產(chǎn)生堵塞現(xiàn)象。
　　(3)當(dāng)透氣磚采用Al2O3-Cr2O3質(zhì)材料時(shí)，以氮?dú)鉃閲姶禋怏w時(shí)沒有發(fā)生堵塞現(xiàn)象。采用氮?dú)馀c氧氣混合氣體(N2∶O2=7∶3)時(shí)，噴吹20min后透氣磚發(fā)生堵塞。當(dāng)采用MgO-ZrO2質(zhì)透氣磚時(shí)，噴吹過程中透氣磚沒有發(fā)生堵塞現(xiàn)象，噴吹過程平穩(wěn)。
　　(4

4、)出鋼以后，座磚熱面溫度從1000℃急劇變化到1600℃，座磚內(nèi)部存在較大的溫度梯度。運(yùn)輸結(jié)束后，熱面應(yīng)力由50MPa增至80MPa。精煉結(jié)束后，熱面應(yīng)力達(dá)到最大值。
　　(5)顆粒配比為3～5mm:35％，1～3mm:20％，0～1mm:15％，＜0.074mm:10％的白剛玉澆注料具有優(yōu)異的抗熱震性能。添加4％氧化鋯時(shí)，澆注料的抗折強(qiáng)度最高且耐壓強(qiáng)度保持率較高、線變化率小。
　　(6)單噴嘴條件下，模型底吹氣體流量控制在

5、0.38Nm3·h-1、底吹噴嘴處于0.6R附近時(shí)，攪拌效果較好。采用雙噴嘴噴吹時(shí)，當(dāng)?shù)状禋饬坑?.15Nm3·h-1增至0.46Nm3·h-1時(shí)，鋼包內(nèi)鋼液混勻時(shí)間變化明顯，當(dāng)繼續(xù)增大底吹氣量，混勻時(shí)間變化不明顯，變化幅度較小。當(dāng)噴嘴夾角為180°時(shí)，流股之間的干擾小，能量損失相對(duì)較小，混勻效果較好，但靠近包壁側(cè)攪動(dòng)較弱，存在流動(dòng)不活躍區(qū)。
　　(7)在氣量相同的情況下，雙噴嘴優(yōu)于單噴嘴，有利于渣-金之間的化學(xué)反應(yīng)。另外，頂渣厚