中间包冶金与耐火材料

中间包冶金与耐火材料

丰文祥1, 2陈伟庆1赵继增2

1 北京科技大学冶金与生态学院，北京100083

2 北京利尔高温材料股份有限公司，北京102211

摘要中间包冶金是继钢包冶金之后一项重要的炉外精炼工艺，有其特殊的工艺特点和要求。本文从去除钢液非金属夹杂物的角度分析了中间包钢液夹杂物的来源、去除机理及中间包冶金技术，重点阐述了中间包用耐火材料在中间包冶金中的作用。

关键词炉外精炼，连铸，中间包，夹杂物，耐火材料

Tundish metallurgy and refractories

Feng Wenxiang1,2 Chen Wenqing1 Zhao Jizeng2

1）Metallurgy and Ecology Engineering School, Science and Technolgy University Beijing

2）Beijing Lirr High Temperature Materials Compnay, Limited

Abstract Tundish metallurgy is an important secondary refining technology after steel ladle metallurgy, and has its unique technological requirement and characteristics. Focused on the inclusions in steel, this paper has analysized inclusion sources and removal mechanism in tundish, and based on which, tundish metallurgy technology has been introduced. The contribution of refractories for tundish metallurgy has been highlightedly expatiated.

Key words Secondary refining, continuous casting, tundish, inclusion, refractory

1 引言

近些年来，随着冶金技术的发展和对钢洁净度要求的不断提高，中间包作为连铸工艺中钢液凝固之前所经过的最后一个耐火材料容器，不再单纯作为钢液的储存器和分配器使用，而是作为冶金反应容器的一部分，继续承担着特殊的炉外精炼重要任务，中间包冶金的重要意义逐渐被人们认识并得到了快速发展[1,2]。

中间包冶金自20世纪80年代初被加拿大麦克林（A.McLean）教授提出以来[3]，许多研究成果已经转化为实际应用的技术措施，如中间包结构设计、钢液流动控制技术、保护浇注、恒温浇注、吹氩清洗、离心流动技术、电磁搅拌等，通过对钢液在中间包内的流动方式产生影响，除了均匀钢水的温度和成分外，还可延长钢液在中间包内停留时间和改变流动路径，促进夹杂物上浮去除，达到降低夹杂物含量、提高钢液洁净度的冶金效果。

本文分析了中间包钢液夹杂物的来源和去除机理，介绍了中间包冶金技术的新进展及耐火材料在中间包冶金工艺中的作用。

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 丰文祥，工程师，硕士，北京利尔高温材料股份有限公司，E-mail：fengwenxiang2007@https://www.wendangku.net/doc/8f3474386.html,

2 中间包钢水夹杂物的来源

如同所有炼钢过程一样，中间包钢水中的非金属夹杂物包括氧化物、硫化物、硫氧化合物、硅酸盐化合物及氮化物等，这些夹杂物的来源有外来的和内生的两类，内生夹杂物包括炼钢过程中未来得及排除的脱氧产物，以及部分因钢水温度降低而析出的夹杂物；外来夹杂物主要是钢水和外界（炉渣及耐火材料）之间偶然的化学和机械作用的产物，包括在炼钢过程中从炉料夹带的不洁物，炉衬因受侵蚀而脱落的耐火材料，炉渣卷渣，以及浇钢过程中因钢水吸氧而产生的二次氧化产物等。

2.1 内生夹杂物

内生夹杂物贯穿炼钢全过程，内生夹杂物的类型和组成取决于冶炼的脱氧制度和钢的成分，内生夹杂物通常与钢水化学成分、温度达成化学平衡，他们是自然发生的，因而只能降低，而不能完全消除。

中间包中的内生夹杂物主要是一些比重比较大的脱氧、脱硫产物在钢包中没有及时排除，同时，随着钢液温度降低，硫、氧、氮等杂质元素的溶解度相应下降，这些脱溶的夹杂元素与金属化合生成非金属夹杂物在中间包中沉淀。

2.2 外来夹杂物

相对于内生夹杂，外来夹杂物数量较少但尺寸大，成分复杂并呈多相结构，与内生小夹杂物均匀弥散分布不同，外来夹杂物在钢中零星分布，此类夹杂尺寸往往比较大，对钢性能的危害也更大。

外来夹杂物总是与实际操作相关，而且其来源主要就是二次氧化、卷渣和炉衬耐火材料侵蚀。

（1）二次氧化产生的外来夹杂物

空气作为二次氧化的共同来源，在连铸过程中空气以下列方式进入钢液：（1）在钢包到中间包的钢水注入处强烈的湍流造成钢水表面吸入空气，（2）中间包流动的钢液表面形成的氧化薄膜重新卷入钢液后形成的外来夹杂物。在这类二次氧化过程中，脱氧元素如Al、Ca和Si等优先氧化，氧化产物发展成为非金属夹杂物，粒度通常比脱氧夹杂物大1～2个数量级。

二次氧化产物另一来源是炉渣以及包衬耐火材料中的SiO2、FeO和MnO。钢液靠近炉渣或包衬界面时钢液中的夹杂物通过以下反应而形成夹杂物并得到长大，由此生成的氧化铝夹杂尺寸较大且含有各种成分。

SiO2 + [Al] → [Si] + Al2O3（1）

FeO + [Al] → [Fe] + Al2O3（2）

MnO + [Al] → [Mn] + Al2O3 （3）

这种现象以下列方式进一步影响外来夹杂物的形成：上述反应侵蚀包衬耐火材料表面并导致其表面凹凸不平，从而改变包衬壁面附近的钢水流场，加速包衬的破损；包衬破损产生的大型外来夹杂物以及卷入的炉渣可以捕捉小夹杂物，也可以作为异相形核核心产生新的析出物，这就使得外来夹杂物的成分变得复杂起来。

（2）卷渣造成的外来夹杂物

任何冶炼上或钢水传递上的操作，尤其是在钢水从一种容器到另一种容器时，都会引起

渣—钢间的剧烈混合，造成炉渣颗粒悬浮在钢液中。对于连铸工艺，下列因素可能造成钢水卷渣：

（1）钢水从钢包到中间包和从中间包到结晶器时；

（2）钢水上表面出现漩涡时；

（3）钢水上表面乳化作用造成卷渣，尤其当搅拌气体超过临界气体流量时；

（3）包衬耐火材料侵蚀造成的外来夹杂物

耐火材料的侵蚀物，包括包衬上松散的砂粒、破损的材料等，是一类极为常见的典型的固态大型外来夹杂物，与中间包本身材料有关。它们通常尺寸较大，外形不规则。包衬侵蚀通常出现在强湍流区域，特别是在二次氧化、浇铸温度较高以及发生化学反应时。

3 中间包钢水夹杂物的去除机理

关于在中间包钢水流动过程中夹杂物的去除机理，许多学者从不同角度对其做了大量研究，归纳起来有如下几种机理：

3.1 上浮去除

在静止的钢液中，夹杂物上浮速度服Stokes定律，夹杂物以Stokes上浮速度向钢液面运动，中间包钢水中夹杂物上浮并有效排除的必要条件是钢水在中间包内停留时间t大于夹杂物上浮到钢液表面所需时间t f。即：t>t f。

钢水在中间包内的理论平均停留时间t为：

t=W/Q （4）

式中：W—中间包容量，Kg；Q—浇注速度，Kg/s。

夹杂物上浮到钢液面所需时间t f为：

t f=H/V （5）

式中：H—中间包内液面深度，mm；V—夹杂物上浮速度，mm/s。

非金属夹杂物在静止液体中的上浮速度可表示为：

V=2r p2 (ρm—ρp)g/9μ（6）

式中：r p一非金属夹杂物质点半径，m；ρm一钢液密度，Kg/m3；ρp一非金属夹杂物密度，Kg/m3；μ—钢液粘度，Pa.s；g一重力加速度，m/s2。

Stokes上浮公式的正确性是无可非议的，但从本质上讲，它所计算的上浮速度是颗粒在重力场中处于静止状态或层流状态的流体介质内作加速运动的最终速度，其初始速度比该值要小得多，而且，在中间包内流体本身是运动的，流体流速远大于该速度，因此夹杂物在中间包中随钢液流动而一起运动，考虑到各种界面因素，上浮运动去除夹杂物的作用非常有限，特别是小颗粒夹杂物。

3.2 聚合去除

在中间包钢液中，夹杂物上浮速度与钢液的粘度、夹杂物的运动路径和粒径密切相关，一般夹杂物颗粒越大，上浮速度越快，越有利于夹杂物去除。夹杂物的长大依赖于夹杂物相互碰撞聚合，在此过程中，小夹杂物数目减少，大夹杂物数目增加。两个夹杂物之间的碰撞方式通常有以下四种方式：

（1）Brown 碰撞：

即夹杂物在钢液中作无规则热运动，并且在运动中发生接触、碰撞乃至聚合成一个直径大于临界直径的较大颗粒夹杂物，浮出钢液表面。

在中间包内，夹杂物碰撞属于Brown 碰撞的类型比较少，已有人论证，这种碰撞方式在夹杂物去除中可以忽略不计。

（2）Stokes 碰撞：

即根据Stokes 定律，大颗粒夹杂物上浮速度大于小颗粒夹杂物的上浮速度，大颗粒夹杂物追上小颗粒夹杂物发生碰撞生成更大的颗粒，上浮速度将更大，更容易捕获其他颗粒。Stokes 碰撞的频率函数为：

βij = 222)(9)(2j i j i p m r r d d g -+-πμ

ρρ （7） 颗粒直径越大，上浮速度越快，两颗粒直径相差越大，碰撞机会越多。在中间包中，Stokes 碰撞是夹杂物聚合去除的重要形式之一。

（3）速度梯度碰撞

颗粒沿流线轨迹运动，高速流线上的颗粒将追上低速流线上的颗粒，只要两个颗粒的距离不超过他们的半径之和，颗粒将发生速度梯度碰撞。由于速度梯度的存在而导致粒子凝集的碰撞频率函数为：

x

u d d d d F j i j i d d )(61),(3+= （8） 在中间包中，当流场速度梯度不够大时，速度梯度碰撞不是主要形式。

（4）湍流碰撞

湍流中由于速度的脉动作用于颗粒，促使它们相互碰撞长大，碰撞的频率函数：

F(d i , d j ) = CfR 3(με)21

（9） C —常数，f —导致稳定聚合的碰撞所占比率，R —发生碰撞半径，ε—湍流动能耗散率，μ—钢液的运动黏度。

湍流碰撞是夹杂物聚合长大的重要形式，湍流动能耗散率ε大的区域，发生湍流碰撞的频率越大。

对于上述的四种碰撞方式，Stokes 碰撞是夹杂物聚合去除的重要形式之一，湍流碰撞也是夹杂物聚合长大的一种重要形式，而在流场速度梯度不够大时，速度梯度碰撞不是主要形式，属于Brown 碰撞的类型则比较少。

3.3 粘附去除

夹杂物在和中间包包壁以及挡墙、挡坝、多孔挡板、钢液过滤器、水口等固体表面接触时，将会粘附在固体表面得以去除。一般碱性镁质、镁钙质材料对夹杂物的黏附能力较强，有利于夹杂物的去除。

夹杂物到达壁面后，未必完全吸附，吸附的稳定性与Van der Waals 力、壁面剪力、颗粒

大小及壁面粗糙度有关，其吸附概率可以表示为：

P a ＝exp(－0.287τw /τcrit ) （10）

其中τ

w 为壁面剪力，τcrit 表示颗粒在壁面滚动的临界流体剪力，τcrit 越大，吸附概率越小。τcrit 的大小可由下式确定： (26h AR －6.46ρ1/2τcrit 3/2R 3/μ)?+?R R ＝43.92τcrit R 3 （11）

式中A 为Hamaker 数，取2.3×10-20，h 为Van der Waals 力作用间距，取4nm ，壁面表观粗糙度Δ≈R 。

张邦文等[4, 5]通过数学模拟研究指出，上浮去除是中间包内夹杂物去除的主要方式，壁面吸附对夹杂物去除的贡献占1/6 ~ 1/4，碰撞长大的贡献小于5%。赵连刚[6]也得出相似的结论，认为壁面吸附占夹杂物总去除率的10%左右，上浮去除则占到了90%左右。

4 中间包冶金

中间包冶金的目的是尽可能排除内生夹杂物，减少外来夹杂物，进一步净化钢水，并防止钢水二次污染。

根据以上中间包内夹杂物的引入和去除机理，从耐火材料角度可从以下几个方面探讨耐火材料对中间包冶金的贡献。

4.1 基于减少外生夹杂物的冶金技术

（1）真空浇注技术

传统浇注中，由于中间包和结晶器存在较大的液位差，钢液高速进入结晶器时，可能引起结晶器液面波动，带来连铸坯质量问题。为了避免结晶器液面卷渣，生产表面质量良好的连铸坯，英国钢铁联合公司开发了真空中间包浇注技术[7]。中间包真空浇注技术是将浇注水口上端部分中间包进行密封，建立真空室以减少钢水进入结晶器的驱动压力，中间包进入真空室的钢水流量用塞棒进行控制，通过对塞棒和真空度的控制来稳定中间包和结晶器液位。此技术不但可以改善铸坯质量，而且能够保持连铸坯产品的一致性、提高浇注工艺的操作水平和适应性。

真空浇注原理图如图1所示，塞棒置于减压室的外壁，钢液进入减压室和结晶器的量可通过调节塞棒和减压室压力来控制。

连铸过程中对中间包进行真空处理的另外一个目的是脱气[8]。如B. P.克里莫夫利用如图2的装置进行脱气处理，实现了工业化生产。

图1 真空中间包系统示意图

图2 连续真空处理装置结构示意图

1—钢包；2—移动托架；3—真空室；4—液压缸；5—真空室浸入式水口；

6—中间包；7—结晶器

（2）长水口及长水口吹氩保护浇注

提高连铸坯清洁度的主要任务就是去除钢中内生夹杂物和防止钢水污染，二次氧化和钢液卷渣是污染钢液的两个重要原因，其中钢水从钢包流到中间包时产生的注入流、液—液射流是引起钢水吸氧和卷渣的主要原因。防止卷吸空气和渣的重要措施是实行保护浇铸，通常采用长水口及惰性气体屏蔽等方法，同时，通过注流保护浇铸，既可防止注流的二次氧化，又可避免浇注冲击液面使钢液裸露而造成的二次氧化，生产高清洁度钢时则可综合采用上述方法。

对于长水口保护浇注进行了很多研究，蔡开科[1]在中间包渣中加入Ce2O3示踪剂，第一炉采用长水口保护浇注，结晶器渣中没有Ce2O3；在换钢包时改用敞开浇注，结晶器渣中Ce2O3含量突然升高，随着第二炉又采用长水口保护浇注，结晶器渣中Ce2O3含量逐渐减少，结果如图3所示。

注流卷吸空气是钢水二次氧化的主要来源，生产高洁净度钢时通常采用长水口吹氩保护浇注，该技术成熟，在国内外已经取得了相当广泛的应用。图4为台湾中钢生产IF钢使用的钢包长水口密封浇注示意图。

图3中间包渣示踪剂试验结果图4 长水口吹氩保护浇注示意图

（3）中间包涡旋控制技术

中间包中存在着一个重要的流动现象，就是在水口处钢液流出时产生的汇流旋涡。由经验可知，液体由垂直出口向下流动时，当液面低于某一临界高度时，在水口上方会形成漏斗形旋涡，这就是汇流旋涡。中间包钢液流出时形成的汇流旋涡，能把液面上的渣卷入钢液内部，甚至卷入空气，增加二次氧化，严重恶化钢的质量。在连铸更换钢包时，经常发生前后钢包连接区的钢坯中的夹杂物指标上升，这和汇流旋涡渣卷入钢液及二次氧化有密切关系。

英国钢铁联合公司于1988年研制成功一种叫做旋转阀（Rotary Valve）中间包钢流控制系统[9, 10]，如图5所示，它由两个耐火材料构件和一套操纵机构组成，其特点是下部圆形水口固定，而通过旋转塞棒控制钢液流量大小，出钢口开在旋转塞棒的侧面。

德国Didier公司也在1993年前后开发出一种叫旋转管阀(Revolving Tube Valve)的中间包钢水流动控制装置[11]，其安装与工作原理如图6所示。该系统由两个均开有水平侧孔的同心耐火材料管组成，下管固定在中间包包底上，上管通过操纵机构做升降运动与下管连接或分离，在浇钢过程中通过旋转上管完成钢液流量的调控。因为水平出流不形成汇流涡旋，可有效地消除涡旋，减少卷渣危害，提高钢水洁净度和收得率。

实验证明，使用中间包旋转阀技术后，不但提高了钢水收得率，而且铸坯氧化物含量相对于定径水口降低了45％，钢中非金属夹夹物含量指数由90减少到38，减少了水口堵塞，改善了浇注稳定性，冶金效果非常明显。

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图5 Rotary Valve 示意图 图6 Revolving Tube Valve 示意图

4.2 基于吸附夹杂物的冶金技术

（1）工作衬耐火材料与覆盖剂 中间包工作衬耐火材料与覆盖剂对钢水质量有着比较大的影响。硅质耐火材料和覆盖剂不但不能吸附钢中夹杂物，而且在浇注锰含量高的钢种（如16Mn ）和铝镇静钢时，耐火材料和覆盖剂中的SiO 2还能分解，产生二次氧化作用，成为钢水的污染源之一。

随着对钢质量的要求不但提高，中间包工作衬耐火材料逐渐向碱性的镁质、镁钙质喷涂料、干式料方向发展，中间包覆盖剂也逐渐由酸性向高碱度方向发展。文献[12]分别采用镁质喷涂料（MgO ≥85%）和镁钙质喷涂料（CaO ：30～45%，MgO ＋CaO ≥85%），低碱度覆盖剂（CaO/SiO 2约1.2～1.5）和高钙质覆盖剂（CaO ≥55%，CaO/SiO 2≥4.5），研究了中间包工作衬耐火材料与覆盖剂对钢水质量的影响，试验结果分别如图7、图8和表1所示。试验结果表明，使用高钙覆盖剂和镁钙质喷涂料时可降低钢水全[O]含量8～14%，可降低钢水全[N]含量8～19%，钢中电解夹杂物总量去除率提高了约6%。

图7 工作衬和覆盖剂对钢水全[O] 的影响 图8 工作衬和覆盖剂对钢水全[N] 的影响

注：去除率＝（[夹杂物] (钢包) －[夹杂物] (铸坯)）/ [夹杂物](钢包)×100

（2）钢水过滤装置

过滤是将悬浮在液体中的固体颗粒有效地加以分离的常用方法。目前在中间包中取得实际应用的钢水过滤装置是直通孔式CaO质、ZrO2质、锆刚玉质陶瓷过滤器，安装在中间包挡墙上。

希拉克（S.Hiraki）等人[13~15]对中间包过滤器进行了广泛的实验室和现场研究。新日铁公司[16, 17]的研究工作比较系统和细致，认为可能使夹杂物颗粒吸附在过滤器上的力有六种：浮力、拦截、惯性、表面张力、扩散和流体力学效应，但主要是前三种，过滤器对夹杂物的吸附与液体流速有关，在钢水流速2~8cm/s时去除夹杂物效率比较低，当钢水流速大于10cm/s 时可达到理论过滤效果。

4.3 基于促进夹杂物碰撞、聚合、上浮的冶金技术

4.3.1 中间包控流装置

中间包控流装置通常包括挡墙、挡坝、防湍流控制器等，材质可以是高铝质、刚玉质、镁质等，从提高钢水洁净度的角度考虑，镁质材料比较好。中间包挡墙、挡坝、防湍流控制器要求产品强度高，抗冲刷能力强，抗爆裂性能良好。

作者应邯郸钢铁公司要求，对该厂薄板坯中间包挡墙、挡坝的安装位置及防湍流控制器设计进行了数学模拟研究，结果如下：

（1）挡墙—挡坝对流场的影响

挡墙—挡坝对流场的影响如图9所示。冲击区由于钢包注流的冲击，形成了速度高、卷吸严重的区域，钢液从长水口下落直冲包底，在包底受到阻挡，液流迅速沿包底呈放射状散开，散开的钢液碰到侧墙、挡墙、挡坝后转而向上流动，形成回流。一部分钢水受挡坝的影响沿挡墙—挡坝之间的空隙向上、向侧上方向流动，部分回流钢水冲击着挡墙外侧。在挡墙外侧相对平静的流场区域，钢液流速较低，并在渣－钢界面流过较长的距离，有利于钢液中夹杂物上浮。在中间包水口附近，钢液的流速也较大。

图9 挡渣墙—挡渣坝结构对中间包流场的影响

（2）含防湍流控制器的中间包流场

设计了三种防湍流控制器，分别如图10所示。防湍流控制器对中间包钢水流场的影响分别如图11、12、13所示。

防湍流控制器1 防湍流控制器2 防湍流控制器3

图10 防湍流控制器示意图

在挡墙—挡坝基础上添加防湍流控制器，改变了流场特点：冲击区钢液从长水口下落到防湍流控制器后，液流迅速向上、向侧上方向回流，并在防湍流控制器上方形成大的回流旋涡。由于防湍流控制器的缓冲作用，从挡墙和挡坝之间流出的钢液速度大大降低，没有出现钢液冲击着挡渣墙外侧现象。

防湍流控制器形状和大小对流场有较大影响：防湍流控制器1由于缩口作用，钢液从长水口达到防湍流控制器后，大部分钢流沿水平侧上方向四周散开，形成比较大的回流，减轻了冲击区的涡流强度，增长了钢水在中间包内的行程长度，有利于夹杂物上浮。防湍流控制器3的高度相对较低，减少了防湍流控制器与侧墙之间的死区体积，提高了中间包的有效容积，同时钢液从挡墙和挡坝之间流出的钢液速度有所增大，有利于钢液到达渣－钢界面，促进夹杂物上浮，钢液上升到自由表面的速度降低，有利于减少冲击区卷渣。

图11 防湍流控制器1

图12 防湍流控制器2

图13 防湍流控制器3

（3）墙—坝结构与含防湍流控制器结构的中间包钢液停留时间分布曲线对比墙—坝结构与含防湍流控制器结构的中间包钢液停留时间分布曲线如图13所示，可见，使用防湍流控制器后，峰值出现时间往后推迟，峰值高度较大幅度提高，这些均有利于夹杂物上浮。

图13 钢液在中间包内停留时间分布曲线

4.3.2 中间包气幕墙技术

基于促进夹杂物“碰撞——聚合——长大——上浮——去除”原理，钢水吹氩气搅拌是一种行之有效的方法，并在钢包中取得了广泛应用。关于中间包吹氩气搅拌钢水，国内外学者做了很多理论、实验室和现场试验研究，并在国外发达国家，如日本、德国等，取得了一些实际应用。

中间包吹氩技术是通过埋设在中间包底部的吹气装置或旋转喷嘴向中间包钢水中吹入氩气，其最初目的是在中间包内进一步脱氢，但实验结果表明中间包吹氩最明显的效果是去除

夹杂物，其机理主要体现在以下三个方面[2]：

（1）排列成列的吹气孔垂直于液流布置，类似于在包底设置了挡坝，促使钢液向上流动，其作用甚至比挡坝的效果更强烈；

（2）氩气泡的浮力产生气泡泵现象，促使局部湍流动能耗散率显著增大，有利于夹杂物碰撞长大而排除；

（3）上浮的气泡可以捕捉夹杂物颗粒，并携带夹杂物颗粒一同上浮去除，这样就使微细夹杂物颗粒上浮速度增大到气泡的上浮速度，因而可以在更大程度上净化钢水。

研究表明[18]，中间包钢水吹氩产生的夹杂物去除速率等于气泡产生率和每个气泡和颗粒碰撞数的乘积：

p T b

d f b p p b p n V d Q P P d d V n H d ＝dt dn －))(6)(3)()(4(32ππ （12） 式中右边第一项为每个气泡的清洗体积，第二项为单位体积内的颗粒数量，第三项为气泡捕捉夹杂物的概率，第四项为吹气生成气泡数量，第五项为温度变化引起的气泡体积膨胀。由上式可知，吹氩量越大，气泡直径越小，气泡深度越深，夹杂物的去除率越高。因而，中间包吹氩适宜于数量多、体积小的微小气泡，这和钢包吹氩起搅拌作用的目的不同。

莫若菲克（R Moravec ）[19]报道了捷克NOV A HUT a.s.钢厂中间包吹氩试验结果。该试验在24吨六流方坯中间包上进行，透气砖安装在冲击板的右侧，分别试验了氩气流量和钢包浇注时间对夹杂物去除效果的影响，文章认为低的吹氩强度有利于提高钢水洁净度（夹杂物平均含量降低了9~26%），相反高的吹氩强度反而危害了钢水洁净度，中间包吹氩有利于降低钢水夹杂物含量的波动范围，有利于降低更换钢包对钢水质量的损害。

日本新日铁钢厂[20]中间包吹氩布置图和吹氩对去除夹杂物的冶金效果分别如下图所示，可见吹氩时夹杂物去除率相当高，其中在注流区（A 区）吹氩效果更好，原因可能是增大了湍流动能耗散率ε，导致夹杂物颗粒碰撞凝聚长大而从钢液中排除。

图15 中间包吹氩布置示意图 图16 吹氩对去除夹杂物的冶金效果

比利时CRM 钢厂[22]在2流6吨方坯中间包内设透气管，进行中间包吹氩工业试验，获得了较好的冶金效果，浇注中[H]控制得到了改善，氧化夹杂物含量可降低30%左右。德国Neue Maxhutte Shahlwerke GmhH 公司[23]在上世纪90年代初期，进行了中间包安装透气梁，吹气净

化钢水的工业试验，透气砖选用弥散型透气砖，与传统中间包相比，吹氩后大尺寸夹杂物全部去除，小尺寸夹杂物降低了50%，微细尺寸夹杂物的去除没有多大改善。日本往友金属鹿岛厂[24]在60吨中间包中用多孔砖吹氩，微孔直径200μm，在吹氩上游设置一个隧道式挡渣墙，试验结果证明，吹氩对管线钢API-X60的抗氢诱导裂纹有明显改进作用。

5 结语

中间包冶金作为一项特殊的炉外精炼技术，总是与中间包内钢液的流动和夹杂物在钢液中的分布与运动密切相关，中间包冶金所采用的一切手段，最终目的是减少铸坯中夹杂物的数量和大小。由于中间包内液体的流动是一个非等温的理想流体，夹杂物在钢液中的分布与运动又是极其复杂而不可控的，注定中间包冶金过程的研究也是极其复杂的，它不再是一项单纯的冶金工程学，而是越来越多的融合了包括冶金、化工、流体力学、电子及超声波等多学科知识的交叉科学，并在理论和工艺方面取得了重要进展。

耐火材料作为高温工业的辅助材料，在中间包冶金中发挥着重要作用，一方面它可以直接参与到捕捉与去除钢液夹杂物的过程中，另一方面是作为一个工具，将某些特殊的冶金手段，如改变钢液流动路线、将氩气泡引入钢液等，参与中间包冶金过程。随着中间包冶金的不断发展，功能性耐火材料必将发挥更大的作用。

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17 前田雅之等．石灰质に対するタソディッシュのガス堰き込み効果．铁と钢，1986, 72:203

18 Yoon R H, Luttrell G H. The Effect of Bubble Size on fine Particle Flotation. Mineral Processing and Extractive Metallurgy Review, 1989; 5:101~122

19 R Moravec, M Stancik, Z Adolf. Steel Refining in Tundish of a CCM. Steelmaking Conf. Proc., 2001, 139~145

20 梅尺一诚，涂嘉夫. タソティツュの完全ツルするタソデ吹き込み効果．铁と钢，1983, 69(5):213

21 Y Nuri, K Umezawa, T Ohashi, Metallurgical Effects of Complete Sealing and Gas Bubbling of Molten Steel in the Tundish. Transaction ISIJ. V ol 24, 1984, B16

22 W Hogler, A Klapka. Electric Furnance Conference Proceedings. 1992:371~375

23 丸川雄净. 连铸タソティツュ内べヴリソグ实机试验结果. 铁と钢，1986；72：S201

24 Shin-ichi HATANAKA, Mamoru KUWABARA, Shigeo ASAI. Design of ultrasonic field in liquid metal processing. Tetsu-to-Hagane, 2000, 86(9):5

我国钢包用耐火材料的品种及应用

我国钢包用耐火材料的品种及应用 我国钢包用耐火材料的品种及应用 https://www.wendangku.net/doc/8f3474386.html, 2009.06.05 1 前言 钢包（盛钢桶）担负着载运钢水和进行炉外精炼的双重任务，随着炼钢技术的发展，我国的钢包用耐火材料也得到了很好的发展。特别是自20世纪80年代以来，我国的耐火材料科研机构、生产企业和使用厂家，密切配合，结合我国的国情，不断开发出新型的钢包用耐火材料，使我国的钢包用耐火材料以较快的速度向前发展，满足了我国炼钢工业快速发展的需要。 2 钢包用耐火材料 20世纪50～70年代，我国的钢包包衬主要使用的是硅酸铝质耐火材料，包括各种粘土砖和高铝砖等。从80年代起，我国陆续开发出了铝镁（碳）质、镁碳质和镁钙（碳）质等多个系列的新型钢包用耐火材料。其中铝镁（碳）质耐火材料品种多、规格全，是我国主要的钢包用耐火材料。我国钢包用耐火材料的类别和品种见表1。 表1 我国钢包用耐火材料类别和品种 2.1 硅酸铝质钢包耐火材料

2.1.1粘土砖 粘土砖是我国最早使用的钢包耐火材料，20世纪50～60年代，我国钢包使用的耐火材料主要是各种粘土砖，由 于使用费用低，直到80年代还有一些钢厂的钢包仍使用粘土砖。某钢厂钢包用粘土砖的理化指标为：Al 2O 3 44.10%， SiO 252.10%，Fe 2 O 3 1.72%，显气孔率16%～18%，常温耐压强度54.9～96.0MPa。粘土质钢包衬砖的使用寿命因各钢 厂的使用条件不同而异，部分钢厂粘土质钢包衬砖的使用寿命见表2。 表2 粘土质钢包衬砖使用寿命 尽管现在我国的钢包已经不再使用粘土砖，但粘土砖对我国建国初期炼钢工业的恢复和以后的发展做出了重大贡献。 2.1.2 高铝砖 随着炼钢技术的不断发展和钢产量及质量的不断提高，粘土质钢包衬砖因使用寿命短，自20世纪60年代末，我国有些钢厂的钢包开始使用各种高铝质衬砖，使钢包寿命大幅度提高。 武钢平炉用270t钢包从1968年开始使用二等高铝砖[1]，到1970年包龄达到25.7次，是粘土质衬砖的2.5倍。1974年包龄达到31.5次[2]。武钢二炼钢转炉用70t钢包从1980年开始使用Al2O3含量大于72%的高铝砖[3]，包龄为34次，最高达到50次。 宝钢300t钢包从1986年6月起[4]，全包壁使用某耐火材料厂生产的一等高铝砖，平均包龄50次左右。连铸机投产后，钢包使用条件恶化，包衬使用寿命减短。宝钢与某些耐火材料生产企业合作，开发出了使用性能优良的微膨胀高铝砖，1992年4月正式使用A厂生产的产品，平均使用寿命为81.5次，最高寿命达到100次[5]。使用B厂的产品平均使用寿命为78.6次，最高达到122次（连铸比55.73%）[6]。 太钢70t钢包使用高铝质衬砖，使用寿命为64.3次。 总之，我国钢包使用高铝质衬砖后，使钢包的使用寿命显著提高，保证了炼钢生产的顺利进行，促进了炼钢工业的进一步发展。我国部分钢厂钢包用高铝砖的理化指标见表3。

耐火材料概论知识点总结

硅砖的应用：是焦炉、玻璃熔窑、高炉热风炉、硅砖倒焰窑和隧道窑、有色冶炼和酸性炼钢炉及其它一些热工设备的良好筑炉材料。 粘土质耐火材料的原料 软质粘土 生产过程中通常以细粉的形式加入，起到结合剂和烧结剂的作用。苏州土和广西泥是我国优质软质粘土的代表。 硬质粘土 通常以颗粒和细粉的形式加入，前者起到配料骨架的作用，后者参与基体中高温反应，形成莫来石等高温形矿物。 结合剂 水和纸浆废液 粘土质耐火材料制品原料来源丰富，制造工艺简单，产量很大，广泛用于各种工业窑炉和工业锅炉上。如隧道窑，加热炉和热处理炉等的全部或大部分炉体，排烟系统内衬用耐火材料，其中钢铁冶金系统是粘土质耐火材料制品的大用户，用于盛钢桶，热风炉、高炉、焦炉等使用温度在1350℃以下的高温部位。 铝矾土的加热变化 a. 分解阶段（400~1200℃） b 二次莫来石化阶段（1200~1400℃或1500℃） 二次莫来石化时发生约10%的体积膨胀 c. 重结晶烧结阶段（1400~1500℃）。 ? 高铝质耐材的应用 ? 由于高铝质耐火材料制品的优良性能，因而被广泛应用于高温窑炉一些受炉气、炉 渣侵蚀，温度高承受载荷的部位。例如高铝风口、热风炉炉顶、电炉炉顶等部位。 ? 硅线石族制品具有较高的荷重软化温度、热震稳定性好、耐磨性和抗侵蚀性优良， 因此适用于钢铁、化工、玻璃、陶瓷等行业，如用作烟道、燃烧室、炉门、炉柱、炉墙及滑板等。在高炉上，为确保内衬结构的稳定性、密封性，避免碱性物的侵入和析出，或风口漏风，在出铁口、风口部位，选择内衬大块型组合砖结构的硅线石族耐火材料，延长了使用寿命。 ? 莫来石制品的抗高温蠕变、抗热震性能力远远优于包括特等高铝砖在内的其它普通 高铝砖 ，广泛应用于冶金工业的热风炉、加热炉、钢包，建材工业的玻璃窑焰顶、玻璃液流槽盖、蓄热室，机械工业的加热炉，石化工业的炭黑反应炉，耐火材料和陶瓷工业的高温烧成窑及其推板、承烧板等窑具。 刚玉耐材的原料 氧化铝 所有熔点在2000℃以上的氧化物中，氧化铝是一种最普通、最容易获 得且较为便宜的氧化物。氧化铝在自然界中的储量丰富。天然结晶的 Al 2O 3被称为刚玉，如红宝石、蓝宝石即为含Cr 2O 3或TiO 2杂质的刚玉。大 232232400~600()H O Al O H O Al O αα-?????→-℃刚玉假象＋23222322400~600222H O Al O SiO H O Al O SiO ?????? →?℃＋23223229503(2)324SiO Al O SiO Al O SiO ????→?℃＋232232 12003232Al O SiO Al O SiO ≥+????→?℃

钢包耐材承包技术协议-甲方：中普(邯郸)钢铁有限公司第一炼钢

钢包耐材承包技术协议 甲方：中普（邯郸）钢铁有限公司第一炼钢厂 乙方： 为保证中普一炼钢炼钢工序安全稳定生产，满足钢包正常周转使用等技术要求，甲乙双方就60-80吨钢包耐火材料及砌筑总包等事项进行协商，达成如下协议： 一、双方责任、权利及义务 （一）甲方 1、提供钢包砌筑及维护用的水、电、气等条件。 2、提供钢包砌筑、拆卸所需的行车、拆包机。 3、提供仓储场地及卸车用叉车。 4、提供、搅拌机、切砖机和风镐。 5、负责钢包烘烤。 6、职责范围以外的内容均由乙方负责。 （二）乙方 1、以甲方钢包设计图为依据，钢包砌筑按甲方对盛钢水量的要求进行设计、制作满足工艺要求的钢包耐材。按钢包容量要求设计砖型，计算数量，绘制精确筑图。施工前将砌筑图、定型材料砖型图、材料用量明细表提供给甲方。提供满足工艺要求切实可行的施工方案（包括砌筑图、耐材使用明细表、烘烤方案（曲线）、砌筑标准、定修模式、施工组织网络及进度等）。 2、乙方向甲方提供的主产品必须在本公司直属生产厂加工生产，不得转包、分包、转让合同。若承包单位有不能生产的材料需要外委生产时，应将外委物料的生产厂家报甲方并备案。

3、钢包用耐火材料生产前和生产过程中，严格对原料和衬砖质量进行把关。并定期抽检衬砖等耐材送国家耐材质检部门进行检验。检验费用由乙方支付。每季度将各个部位耐材自检指标报告送甲方备案。 4、对砌筑设计要求、砌筑质量、耐材使用及炉次要严格把关。如果因乙方原因导致刺包、穿包等事故，导致钢水外泄引发的人身及设备生产事故，事故后果由乙方全部承担。 5、乙方负责跟踪、检查生产中使用钢包耐材的侵蚀情况，不能用的要及时停用。 6、现场设专职施工管理员、技术人员，做好各种记录，每月向甲方上报钢包周转使用记录、总结。 7、保证甲方正常生产使用的钢包数量，按时完成砌筑、残衬的拆解及相关钢包准备工作。每次钢包修砌前要把钢包外壳、包身以及包底上面的残渣、残钢清理干净，否则导致制约生产工艺的责任由乙方承担。 8、施工过程中执行甲方安全作业管理相关规定，维护好甲方现场的生产设备，保持良好的生产环境，做到文明施工，活完地净。 9、乙方施工前与甲方公司安监部、分厂安全科签订相关安全、环保协议，对施工人员严格进行安全管理，保证安全作业，杜绝工伤、工亡伤亡事故由乙方全部承担。 10、乙方人员应遵守国家法令、法规和地方法规，如有违反，按有关法律处罚，并遵守甲方相关管理规定，服从相关部门的管理。 11、钢包耐材材质变动时，必须经过甲方（主管厂长、技术科、准备车间）同意，方可执行。 12、由于乙方原因，对生产造成影响，按其对生产造成的损失进行处罚，

冶炼硅铁炉用耐火材料

冶炼硅铁炉用耐火材料 硅铁炉又称电弧电炉或电阻电炉，是一种耗电量巨大的工业电炉。主要由炉壳，炉盖、炉衬、短网，水冷系统，排烟系统，除尘系统，电极壳，电极压放及升降系统，上下料系统，把持器，烧穿器，液压系统，矿热炉变压器及各种电器设备等组成。 它主要用于还原冶炼矿石，碳质还原剂及溶剂等原料。主要生产硅铁，锰铁，铬铁、钨铁、硅锰合金，电石等铁合金和化工原料，其工作特点是采用碳质或镁质耐火材料作炉衬，使用自培电极。电极插入炉料进行埋弧操作，利用电弧的能量及电流通过炉料的，因炉料的电阻而产生能量来熔炼金属，陆续加料，间歇式出铁渣，连续作业的一种工业电炉。 目前国内的矿热炉容量大小各异就我公司在硅铁矿热炉用耐火材料和施工方面所做过的业绩有12500KVA、16500KVA、25500KVA 、36000KVA、40500KVA、不等。 矿热炉是我们现代工业生产冶炼中大型的生产设备也是现有提炼有色金属，铁合金，和化工原料必不可缺的工具随着时代、技术、科技的不段突破和创新，也因为矿热炉是一种高耗能炉型为了更好的节约能源降低排放物和倡导我国的低碳绿色环保计划。现在已经从以前的开放式炉子逐步的变为密闭式炉子也有以前的小炉型转变为大炉型逐渐的淘汰落后产能。

在未来矿热炉应朝向 1 矿热炉向高功率、大型化方向发展，为了提高热效率，提高生产率和满足功率集中冶炼的工艺要求； 2 采用低频（0.3-3HZ）冶炼，可节省和提高产品质量。 3 设置有排烟除尘及能源回收装置。 4 开发空心电极系统，较小颗粒精细料可从空心电极加入，节省能源，节省电极消耗，稳定熔池。 5 采用炉体旋转结构。 6 研制开发适合各种矿热炉工艺要求得计算机工艺软件系统，指导冶炼，使冶炼达到最佳状态。从而提高产品质量，降低能耗及提高产量。 所以在炉型逐渐朝向大型化，科技化和环保方向发展的同时对炉子的寿命也有了很高的要求标准，只有炉子的寿命有效的得到长时间使用才能够降低企业的生产成本和降低废渣污染物排放，要想让一台矿热炉使用寿命长不单单要在短网、水冷系统、液压系统等的要求很高以外对矿热炉的炉衬所使用的耐火材料以及碳素制品也是

钢包用耐火材料—耐火喷补料

钢包用耐火材料—耐火喷补料 钢包用耐火材料喷补料的施工分类、喷补施工关键技术、喷补施工喷补附着过程、喷补施工影响附着因素、喷补施工喷补料的损毁因素等分享给大家，这些都是钢厂现场工人经过多年的施工经验总结的。希望大家多多指教。 耐火喷涂料(或喷补料)是用喷枪将耐火混合料喷射到受喷面上的，即用喷涂方法施工的材料称为耐火喷涂料。喷涂是利用喷射机或喷枪进行的，是筑炉和补炉中的一项新工艺。耐火喷涂料在料仓或管道内借助压缩空气以获得足够的速度，通过喷嘴射到受喷面上，便能形成牢固的喷涂层。耐火喷涂料是不定形耐火材料中的重要品种，是近十几年来发展较快的一种材料。其产量仅低于耐火浇注料。在窑炉及热工设备上，该料可用于喷涂新衬体，也可用于使用炉衬的修补。生产实践证明，该类材料是加快施工进度、缩短修炉时间、延长窑炉使用寿命和降低耐火材料的消耗的一项有效技术措施，是较有发展前途的良好材料，受到国内外的普遍重视。 首钢三炼钢包喷补施工 一、喷补施工分类 湿法喷补、干法喷补、火焰喷补 湿法喷补 湿法湿法喷涂是指耐火喷涂料添加水或液体结合剂后喷射到受喷面上的。根据加水(或液体结合剂)的顺序及其用量，又划分为泥浆法、半干法和假干法三种。其中，每两种方法混合使用的，则称为混合法。泥浆法是先将耐火混合料搅拌成泥浆后再喷涂，主要用于热喷补炉衬;半干法是先将耐火混合料加少量的水搅拌

润湿均匀，输送到喷嘴处再加余下的水后进行喷补;假干法是将耐火混合料通过搅拌机混匀，再输送到喷嘴处加水后进行喷涂。后两种方法适用于喷补筑炉或喷补炉衬。 干法喷补 干法喷涂是指混好的耐火喷涂料通过喷嘴直接喷射到受喷面上，主要用于补炉。 火焰法喷涂 火焰法喷涂是用氧气将混好的耐火喷涂料输送到喷嘴处与可燃气体相遇一起喷出，可燃气体燃烧，物料在火焰中行进并熔融成塑态射到受喷面上。该法主要用于热喷补炉衬，对原衬损伤少，喷涂层易烧结，使用寿命长，但成本较高。 二、喷补施工关键技术 附着性、烧结性、耐侵蚀性 三、喷补施工喷补料附着过程 喷补料实际上由一定比例的颗粒料和细粉组成的，加入适量的水进行混合搅拌后形成“稀释系统”并以高压风为载体喷射到施工体表面，喷补料与施工体表面的接触分初始阶段和嵌入阶段 喷补料附着过程 初始阶段包括喷补料对施工体表面的润湿、粘附等，此时喷补料与施工体之间不存在流体故是弹性碰撞，只有在流体达到一定厚度且在撞击过程中有流体挤出才能由弹性撞击变成塑性撞击，但两者很难加以区别。嵌入阶段主要是指喷补料中细粉的变形堆积及颗粒的嵌入过程。湿粉料与颗粒在喷补层上的冲击情况如图。由图中可以看出，若喷补料颗粒半径太大，会使颗粒嵌入阻力增大、嵌入深度不够、颗粒间距离相对较大，对喷补料的使用会产生不利的影响，通常取临界粒度为3mm。 四、喷补施工影响附着性的因素 附着性是喷补料的最重要性能，没有良好的附着性，喷补料就谈不上使用。影响喷补料粘附性的主要因素是原料的粒度组成和流变特性。另外，固化速度及方式(固化剂的选择)、钢包内衬温度、水量及风压大小、喷补操作时喷枪与钢包内衬的角度及距离等也对材料的附着率起一定作用。可见，影响喷补料附着率的因

直接还原用耐火材料的特点与应用

直接还原用耐火材料的特点与应用 曹仁锋赵继增张广智徐延庆 （北京利尔高温材料股份有限公司北京， 102211） 1.前言 直接还原铁技术是以气体燃料、液体燃料或非焦煤为能源，在铁矿石(或含铁团块)软化温度以下进行还原得到金属铁的方法。直接还原铁既是废钢的代用品，更重要的是冶炼高级钢种的必须品。在冶炼高级钢种时直接还原铁优于废钢。我国的直接还原铁的生产还处于起步阶段。2007年全球直接还原铁产量达到6722万吨，而我国的年产量约为60万吨，2008年我国全年的直接还原铁进口量在50万吨左右。 钢铁工业的发展离不开耐火材料的进步，由于我国的直接还原铁的生产还处于起步阶段，直接还原铁用耐火材料的生产企业更是稀少。目前的现状是绝大多数直接还原铁生产企业对耐火材料重视程度不够，不了解直接还原铁用耐火材料的特殊要求，一般采用普通耐火材料，寿命普遍不高。 2.直接还原铁用耐火材料的特点及使用要求 直接还原铁用耐火材料与普通耐火材料相比对大的特点就在于工作气氛的不同，一般耐火材料工作气氛为氧化气氛或弱还原气氛，而直接还原铁用耐火材料在强还原气氛下工作。还原性气氛对耐火材料的使用有着决定性的影响，普通耐火浇注料在强还原气氛下易导致施工体开裂甚至崩塌现象(图1，图2)。可以说耐火材料对还原性气氛的适应性即抗CO气体侵蚀性能的好坏直接决定了耐火材料的使用寿命。 图1普通耐火材料经过抗CO实验后开裂现象

图2普通耐火材料经过抗CO实验后崩塌现象 除了必须具备优良的抗CO气体侵蚀性能，直接还原铁用耐火材料在使用过程中还应具备以下性能： 1)高强度：以保证浇注料能经受炉壳的弯曲。 2)高耐磨性：以保证耐火材料能抵抗物料在上面移动时的磨蚀作用。 3)高的化学稳定性：以保证材料能抵抗由铁矿、脱硫剂和媒组成的炉料接触时形成的液体的作用。 4)高的耐热震稳定性：以保证耐火材料在温度发生冷热变化时不被破坏。 3.还原气氛下耐火材料的损毁机理 直接还原铁的基本原理是还原剂还原Fe203成金属Fe。其用固体碳直接还原铁氧化物的反应通常以下式表示： 3Fe203+C＝2Fe304+CO Fe304+C＝3FeO+CO FeO+C＝Fe+CO 而实际上固体碳还原固体Fe203是固相与固相之间的反应，其接触面积很小，其反应速度是非常缓慢的。用固体碳还原氧化铁的反应主要是通过CO的媒介作用进行还原的。其反应由以下二个反应组合起来完成： C+C02＝2C0……………(碳的气化反应) FeO+CO＝Fe+C02……………(铁氧化物的还原反应) 早期研究结果表明：CO对耐火材料的侵蚀损坏是由于在耐火材料有碳沉积的结果。碳是由2C0＝C+CO2反应生成的产物。而且含铁化合物是这个反应的催化剂。 日本对经受CO气体侵蚀变质后的衬砖进行了电子显微镜观察，发现碳素呈丝状，在丝的端部有碳化铁触媒核。这就是说碳素沉积的催化剂不是氧化铁或铁，而是由它们所生成的碳化铁。

word完整版帘线钢用钢包20154耐火材料整体承包技术协议1

淄博张钢钢铁有限公 司 100t 帘线钢用钢包整体承包技术协议 甲方： 乙方： 二0 一五年月日

loot帘线钢用钢包整体承包技术协议 甲方： 乙方： 为了确保甲方炼钢的安全生产，创造一个有利于帘线钢生产的环境。甲、乙双方经过友好协商，就乙方整体承包甲方100吨钢包用耐火材料及相关技术服务项目达成如下技术协议。 1. 钢包： 1. 1钢包技术参数： 钢包具体参数（由甲方提供）； 钢包内衬耐火材料及内型尺寸见（由乙方提供）； 1.2钢包内衬的结构形式可选用以下两种砌筑方式： 钢包采用纳米晶硅反射板+硬质板做保温层+刚玉尖晶石浇注永久层+整体砖砌工作层（渣线大结晶镁砂镁碳砖、熔池和炉底采用镁钙砖）的结构形式； 1.3、镁钙砖牌号和理化指标 1.3.1镁钙砖的牌号和理化指标应符合表1规定。 表1 注：1、参数Xmax（最大单个值）、Xmin （最小单个值）仅适用于GB/T 10325复检结果。 2、刀SAF是Si02、AI2Q、F?Q 的合量。 3、TO2 的含量不得大于0.1%。 1.3.2 镁钙砖的尺寸及外观

1.321镁钙砖的尺寸300mm以下，允许偏差为土2 mm。 1.322镁钙砖的外观不得有扭曲、缺角、缺棱现象，裂纹宽度大于〉0.5伽的不许有，结构断裂不准有。 1.4 、渣线砖采用帘线钢用大结晶电熔镁钢包渣线砖(营口奥镁公司生产) 。 2. 供货及服务： 2.1 乙方供货范围及甲方对供货的要求： ( 1 )保温层隔热材料(需要供货方提供技术性能指标) ； (2)整体时底吹透气砖(单块透气砖最大透气量达到18?30Nm3/h(0.3?0.4MPa); ( 3)上下水口及水口座砖； ( 4)上下滑板; ( 5)机构及备件(选用碟簧形式) ; ( 6 )抹水口用火泥、胶泥饼; ( 7 )永久层浇注料，工作层浇注料; ( 8)工作层大结晶镁砂镁碳砖，镁钙砖; ( 9 )引流砂; ( 10)填缝料 为了确保安全、产品质量及功能件功能，以上产品(乙方能自己生产的产品，初次使用必须经甲方同意。由甲方按照试用程序组织试用，达到甲方要求后方可投入使用。 ) 必须由甲方指定厂家提供。 (11)搅拌机及其备件(甲方现有的搅拌机无条件提供给乙方使用，该搅拌机的维护及备品备件由乙方自行负责) ; ( 12)永久层胎模; 2.2 乙方提供的服务： ( 1 )乙方负责钢包的冷修和热修等工作。 包括：钢包保温衬、永久衬、工作衬的砌筑和维修，钢包的在线热补、水口及座砖、透气砖、滑板和滑动水口机构的安装、更换与维修，钢包的离线烘烤，引流砂的烘烤和灌注，透气砖与座砖等的维护;包沿粘渣的处理、判断钢包能否继续使用，翻包，废旧耐材的收集清理等工作; ( 2)乙方设立专职质量监督员一名负责质量监督检查记录;每班配备一名专职判 包人员跟踪判包 （3）乙方负责施工现场的垃圾清理与文明生产，施工中的垃圾和可回收利用的物料需存放在甲方指定的地点，并自行集中清理或运走。

冶金生产用耐火材料

第五篇冶金生产用耐火材料 概述 耐火材料是为高温技术服务的基础材料，它与高温技术尤其是高温冶炼工业的发展有密切关系，相互依存，互为促进，共同发展。在一定条件下，耐火材料的质量品种对高温技术的发展起着关键作用。 一百多年来钢铁冶炼发展过程中，每一次重大演变都有赖于耐火材料新品种的开发。碱性氧气转炉成功的关键之一是由于开发了白云石耐火材料；护炉成功的一个重要因素是生产了具有高荷重软化温度的硅砖；耐急冷急热的镁铬砖的发明促进了全碱性平炉的发展。近年来，钢铁冶炼新技术，如大型高炉、高风温热风炉、复吹氧气转炉、铁水预处理和炉外精炼、连续铸钢等，都无例外地有赖于优质高效耐火材料的开发。另外，耐火材料在节能方面也作出了重要贡献，如各种优质隔热耐火材料、陶瓷换热器，无水冷滑轨、陶瓷喷射管和高温涂料等的开发，都对高温技术的节能起了重要作用。现代冶炼技术的发展和节约能源的形势，既对耐火材料提出了更严格的要求，又必须借助于新品种优质耐火材料的成功及发展。 我国耐火原料资源丰富，品种多，储量大，品位高。高铝矾土和菱镁矿蕴藏量大，品质优良，世界著名；耐火粘土、硅石、白云石和石墨等储量多，分布广，品质好；叶蜡石、硅线石、橄榄石和锆英石等储量也多；隔热耐火材料用各种原料，各地都有储藏。另外，我国漫长的海岸线和内陆湖泊均蕴藏有大量的镁质原料资源。近年来，在提高耐火原料质量和人工合成原料方面，又取得了较为显著的成就。我国有发展各种优质耐火材料资源的优势。 我国还有生产耐火材料的悠久历史。新中国以来，随着科学技术和工业水平的提高，为了适应金属冶炼和其他高温技术工业的需求，我国耐火材料工业有重大的发展。新建了许多优质耐火材料生产厂和有关机构；开发出许多优质耐火材料新品种，保证并促进了各项高温技术和整个国民经济的发展。 今后，我国耐火材料的发展应依靠科学技术的进步和整体工业水平的提高，加强生产技术的管理。以材料的质量和品种为中心，继续提高原料质量，发展合成原料，改进生产装备，全面提高产品质量和改善性能，积极开发优质新品种，合理利用和提高耐火材料服役寿命，进一步降低消耗，保证和促进金属冶炼和其他高温技术工业以及国民经济的发展。 ] 18 耐火材料定义、分类、化学矿物组成 耐火材料的定义

《钢包用耐火砖形状尺寸》行业标准编制说明

《钢包用耐火砖形状尺寸》行业标准编制说明 1.立项背景 钢包是炼钢生产工艺过程中的重要设备之一。随着冶金技术的发展对钢包工作衬的设计和使用提出了更高的要求，而作为钢包工作衬主要构件之一的耐火砖形状尺寸国内一直没有一个相应的标准出台。这不仅造成钢铁企业与耐火材料行业之间在设计、生产与使用上的沟通困难，影响了企业间正常商贸活动的有效进行，也不利于一些先进技术在整个行业的推广应用，同时影响到企业产品的标准化、规模化生产与流通，对社会资源造成了一定的浪费。因此，武汉钢铁（集团）公司与冶金工业信息标准研究院在前期所掌握国内外钢厂实际使用情况和耐火材料企业实际生产状况的基础上，进行了系统的分析与研究，提出了编制《钢包用耐火砖形状尺寸》行业标准这项工作的建议，并通过全国耐火材料标准化技术委员会上报国家发展和改革委员会申请立项。 2.工作开展 2007年6月14日国家发改委办公厅以发改办工业【2007】1415号文下达关于2007年行业标准项目修订、制定计划的通知和全国耐火材料标准化技术委员会耐标委秘字[2007]11号文的通知，由武汉钢铁（集团）公司、冶金工业信息标准研究院负责《钢包用耐火砖形状尺寸》行业标准的制订工作，应于2008年内完成。接到通知后我们迅速成立了以武钢耐火材料公司莫瑛副经理为负责人的《钢包用耐火砖形状尺寸》行业标准制定项目组，制定《钢包用耐火砖形状尺寸》标准编制意见调查表，于2007年9月上旬发往全国30多家单位进行调查，开始着手标准初稿的编制。截至2007年10月上旬收回有效调查表共计14份，结合我们自己掌握的一些资料进行了归类整理、统计分析和意见与建议的处理工作，结合调查反馈情况对标准初稿进行了完善，形成了讨论稿。2008年4月2日武钢股份公司生产技术部组织了设计、生产、砌筑施工与应用方面的武钢内部专家15人对讨论稿进行了研讨交流，根据与会专家们提出的意见和建议对讨论稿进行了全面细致的修改，至此形成了该标准征求意见稿。 3.编制说明 3.1编制依据 3.1.1调查反馈情况 根据所制定的《钢包用耐火砖形状尺寸》标准编制意见调查表格式，从被调查单位的钢包类型与数量、钢包的钢壳尺寸参数、钢包内衬结构、工作层衬

耐火材料生产安全规程

耐火材料生产安全规程 AQ 2023-2008 Safety regulations for refractory material 目次 前言 1范围 2规范性引用文件 3术语和定义 4总则 5基本规定 6厂址选择、厂区布置及厂房 7生产工艺 8动力供应与管线 9工业卫生 前言 本标准是依据国家有关法律法规的要求，在充分考虑耐火材料生产工艺的特点(除存在通常的机械、电气、运输、起重等方面的危害因素外，还存在易燃易爆和有毒有害气体、高温热源、尘毒、放射源等方面的危害和有害因素)的基础上编制而成的。 本标准对耐火材料安全生产作出了规定。 本标准由国家安全生产监督管理总局提出。 本标准由全国安全生产标准化技术委员会非煤矿山安全分技术委员会归口。

本标准起草单位：中钢集团武汉安全环保研究院、中冶焦耐工程技术有限公司、中钢集团洛阳耐火材料研究院、中钢集团耐火材料有限公司。 本标准主要起草人：李晓飞、高士林、赵丹力、梁占超、王瑞、李慎虑、胡东涛、熊建华、左大武、崔远海、陈强。 耐火材料生产安全规程 1范围 本标准规定了耐火材料安全生产的技术要求。 本标准适用于耐火材料厂(或车间)的设计、设备制造、施工安装、验收以及生产和检修。 2规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注明日期的引用文件，其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。 GB2894 安全标志 固定式工业防护栏杆安全技术条件 固定式工业钢平台 GB4387 工业企业厂内铁路、道路运输安全规程 GB5082 起重吊运指挥信号 GB6067 起重机械安全规程 GB6222 工业企业煤气安全规程 GB7231 工业管道的基本识别色、识别符号和安全标识 GB8703 辐射防护规定

钢包用耐火材料

钢包用耐火材料 Company number：【0089WT-8898YT-W8CCB-BUUT-202108】

钢包用耐火材料 1 镁碳砖 2 镁碳砖 3 镁铝碳砖 4 镁钙碳砖 5 铝镁无碳砖 6 自流浇注料 7 永久层整体浇注料 8 工作层浇注料 9 上下水口 10 水口座砖 11 高温烧成滑板 12 耐火泥浆 镁碳砖系列 我公司的镁碳砖系列产品采用高纯、高致密镁砂或大结晶电熔镁砂和鳞片石墨为主要原料，添加适量的抗氧化剂，以酚醛树脂为结合剂，经高压成型和低温热处理制成。该系列产品具有耐火度高、强度高、抗渣性好、热震稳定性好等优点，主要用于钢包包壁、包 底、渣线部位，并可根据具体生产情况选择不 同牌号的产品。 镁碳砖主要理化指标

牌号Hger-MT-10A/B/C Hger-MT-12A/B/C Hger-MT-14A/B/C A B C A B C A B C MgO％ ≥ 80 78 76 78 76 74 76 74 72 C％ ≥ 10 10 10 12 12 12 14 14 14 显气孔率％ ≤ 4 5 6 4 5 6 4 5 6 体积密度/ ≥ 耐压强度 /MPa≥ 40 35 30 40 35 30 40 35 30 高温抗折强度/MPa≥8 7 6 8 7 6 12 10 8 1450℃,30min 应用钢包包壁、包底、渣线镁铝碳砖系列 我公司的镁铝碳砖系列产品采用电熔镁砂、 电熔刚玉和大鳞片石墨为主要原料，以酚醛树脂 为结合剂，经高压成型制 成，具有强度高、抗侵蚀、抗冲刷等优点，主要 用于钢包包壁、包底部位。 镁铝碳砖主要理化指标 牌号Hger- MLT 50Hger- MLT 60 Hger- MLT 65 Hger- MLT 70 Hger- MLT 75 Hger- MLT 80 MgO％ ≥ 50 60 65 70 75 80 AL2O3％ ≥ 30 20 15 10 8 4 C％ ≥ 8 8 8 8 8 8 显气孔 率％≤ 8 8 8 8 8 8

耐火材料在钢铁工业的的用途

我国在高炉使用寿命方面，巩义五耐以刚玉为主原料。采用微气孔结构的特殊工艺研制的高炉陶瓷杯用微孔刚玉砖，解决了抗碱浸蚀性、抗炉渣浸蚀性和微气孔三个技术关键，其综合使用性能达到或超过了国外陶瓷杯壁用棕刚玉浇注块的性能指标。他们研制的莫来石、硅线石、低蠕变砖三大类9个牌号的高炉热风炉系列高性能耐火材料产品。在武钢5号（3200 m3）高炉使用，寿命达16年。中钢集团洛阳耐火材料研究院自主研发的赛隆结合刚玉产品，成功应用于宝钢。 COREX——C3000装置，打破了国外公司产品在COREX熔融炉用耐火材料的垄断地位，扭转了我国炼钢关键部位用耐火材料依靠进口的被动局面。中钢集团耐火材料公司研制的高炉风口区快干高强刚玉——氮化硅——碳化硅复合浇注料，在炼铁高炉使用效果良好，通过了省级科技鉴定。北京科技大学研发的金属复合氧化物非氧化物耐火材料，是具有自主知识产权的新型耐火材料，Si—SiC—棕刚玉高炉陶瓷杯材料已在国内多个大钢的100多座高炉使用。同时研制的Si3N4高炉铁沟料和Si3N4复合高炉喷补料也先后问世，对炼铁高炉的维护和使用寿命的延长起到了积极作用。首钢二耐与北科大共同研发的“新型高性能大型高炉用无水泡泥”在使用性能上克服了传统产品的缺陷，在满足大型高炉冶炼及延长使用寿命方面取得了突破性提高。经首钢炼铁厂等大型高炉使用，其拔泡时间，平均出铁次数，吨铁泥耗和钻杆用量等指标均大幅下降。 在炼钢方面，转炉炉龄是耐火材料质量、冶炼条件及筑炉维护的综合反映，耐火材料质量是炉龄的基础。改革开放前，我国炼钢转炉炉龄一直很低，上世纪70年代末，原鞍钢大石桥镁矿研发的烧成油浸镁白云石砖，才使鞍钢150t大型转炉炉龄提高到1000次以上。随着宝钢引进项目所需耐火材料的逐步国产化，我国自己引进、移植、研发的镁碳砖问世（原辽镁公司、上海二耐及丹东四兴的镁碳砖产品首先在宝钢使用），使转炉炉龄大幅提高，也使我国炼钢转炉用耐火材料跃上了一个新台阶。到2003年转炉平均炉龄4674炉，溅渣护炉技术的推广，使转炉炉龄的世界记录不断刷新，全国已有20家重点企业转炉的炉龄突破一万炉大关。武钢耐火公司研制生产的镁碳砖，1999年8月在武钢二炼钢厂2号转炉创下了15208炉的顶底复吹炉龄记录，2002年12月以29942炉刷新了世界记录，2003年3月，在武钢二炼钢1号转炉又创下了30368炉的最新世界记录，实现了在溅渣护炉条件下，耐火材料使用寿命与转炉炉龄同步的突破。营口青花集团自主研制的CaO含量15%—50%镁钙砖系列产品，2007年生产12.69万吨，在太钢、宝钢、酒钢等一百多家钢厂的AOD炉上使用，产量仅次于LWB，居世界第二位，被列为国家星火计划项目。该公司等单位研制生产的RH炉用电熔再结合镁铬砖在武钢等大型钢铁企业使用，替代进口，取得了良好的使用效果。 在高效连铸方面，濮阳濮耐高温材料有限公司研制的“中包透气上水口”，生产成本低，生产效率高，被国家认定为享有知识产权的产品，他们采用板状刚玉，氧化锆，碳化硅等为原料研制的不烧优质滑板，具有扩孔小，抗氧化性能好，耐热震性好的特点。山东省耐火原材料公司，先后研制开发了“洁净钢用无碳无硅水口”、“高效连铸用长寿命整体复合塞棒”、“长寿命铝锆碳浸入式水口”和“长寿命不烘烤薄壁长水口”等新产品，进入市场后很快得到了用户的肯定，也顺利通过了省级科技鉴定。洛阳耐火材料研

钢包耐火材料的改善

钢包耐火材料的改善 https://www.wendangku.net/doc/8f3474386.html, 2008.10.20 前言 原来，日新制钢公司吴制铁所一炼钢车间所用钢包，在承受钢流冲击部位一直使用预制砌块(p reastblock)。使用钢包时，钢流冲击砌块的剥离成了限制钢包寿命提高的主要障碍，从而使得钢包寿命近几年来一直踏步不前。 因此，对此砌块耐材质量进行了以下改善：首先是为了提高砌块的耐蚀性、耐热冲击性而使之在浇注施工时进行低水分化；进而为了抑制低水含量引发的内应力，在耐材内加入0.4wt％的木片，缓和了内应力而抑制了龟裂。从而将钢包寿命提高了5％。 2 一炼钢车间钢包使用状况 如表1所示，钢包的使用条件苛刻：出钢温度偏高(>1700℃)，每日的受钢次数低(仅5ch)，从而使砌块既要承受高温钢流的冲刷，还要承受急冷急热可能造成的裂纹和剥离。 表1 钢包使用条件 3 钢包内衬纵剖面图

图1为所用钢包内衬耐材的纵剖面图：净空、渣线、水口部位采用MgO—C质耐材，在钢液熔池部位的侧壁、包底、钢流冲击砌块则采用了A12O3一MgO质耐材；另外，抗钢流冲击砌块设置在包底的中央部位。 图1 钢包内衬断面 4 钢包维修图表及维修部位 表2为钢包维修图表：钢包每使用50～55ch即进行一次中修，经三次中修后，在寿命为210 ch左右时再进行周期性整体维修(即大修)。对钢流冲击砌块和水口砖，每次中修都要更换；而对于包底、侧壁、渣线部位耐材，则在第二次中修时进行增厚或更换。 表2 钢包修理图表

图2表示钢包开始维修时需要维修的部位。由图2中数据可知：在需要维修的各个部位中，次数最多的是钢流冲击砌块、46次、占了64.8％；其次分别是渣线(占20％)、侧壁和包底(占1 0％)、水口(占5.2％)。因此，为了延长钢包寿命，首先就需要改善该砌块的材质。 图2 钢包开始维修时的凹槽部位 5 砌块寿命的提高 5.1 砌块的损坏形态 其损坏形态如图3所示：钢包在实际使用了15ch后，由于出钢时砌块承受钢流的冲击大，故使用之初就在其中央部产生了裂纹，龟裂的扩展就造成了材料的剥落，从而缩短了使用寿命。因此，提高耐材的耐剥离性十分重要。 图3 钢流冲刷砌块的损坏形态 5.2 砌块用浇注块的低水分化 5.2.1 低水分施工浇注块的开发

钢包用耐火材料

钢包用耐火材料 1 镁碳砖 2 镁碳砖 3 镁铝碳砖 4 镁钙碳砖 5 铝镁无碳砖 6 自流浇注料 7 永久层整体浇注料 8 工作层浇注料 9 上下水口 10 水口座砖 11 高温烧成滑板 12 耐火泥浆 镁碳砖系列 我公司的镁碳砖系列产品采用高纯、高致密镁砂或大结晶电熔镁砂和鳞片石墨为主要原料，添加适量的抗氧化剂，以酚醛树脂为结合剂，经高压成型和低温热处理制成。该系列产品具有耐火度高、强度高、抗渣性好、热震稳定性好等优点，主要用于钢包包壁、包 底、渣线部位，并可根据具体生产情况选择不同牌号的产品。 镁碳砖主要理化指标 牌号Hger-MT-10A/B/C Hger-MT-12A/B/C Hger-MT-14A/B/C A B C A B C A B C MgO％80 78 76 78 76 74 76 74 72

≥ C％ ≥ 10 10 10 12 12 12 14 14 14 显气孔率％ ≤ 4 5 6 4 5 6 4 5 6 体积密度 /g.cm-3 ≥ 3.0 2.95 2.95 2.98 2.96 2.95 2.95 2.93 2.90 耐压强度 /MPa≥ 40 35 30 40 35 30 40 35 30 高温抗折强度/MPa≥8 7 6 8 7 6 12 10 8 1450℃,30min 应用钢包包壁、包底、渣线 镁铝碳砖系列 我公司的镁铝碳砖系列产品采用电熔镁 砂、电熔刚玉和大鳞片石墨为主要原料，以酚醛树脂为结合剂，经高压成型制 成，具有强度高、抗侵蚀、抗冲刷等优点，主要 用于钢包包壁、包底部位。 镁铝碳砖主要理化指标 牌号Hger-MLT 50Hger-MLT 60 Hger-MLT 65 Hger-MLT 70 Hger-MLT 75 Hger-MLT 80 MgO％ ≥ 50 60 65 70 75 80 AL 2O 3％ ≥ 30 20 15 10 8 4 C％ ≥ 8 8 8 8 8 8 显气孔 率％≤ 8 8 8 8 8 8 体积密度 /g.cm-3 ≥ 2.85 2.90 2.90 2.90 2.90 2.95 耐压强度 /MPa≥ 35 40 40 40 40 45 应用钢包包壁、包底

《冶金耐火材料》试题汇总

《冶金耐火材料》试题库 一名词解释 1.耐火度 2.荷重软化温度 3.高温蠕变性 4.热导率 5.抗热震性 6.体积密度 7.弹性模量 8.电熔镁砂 9.低水泥耐火浇 10.不定形耐火材料11.陶瓷杯12.溅渣护炉 注料 二、填空题 提示：可选择的耐火制品有：碳砖镁碳砖碳化硅砖粘土砖高铝砖 1.耐火材料是指耐火度不低于1580℃iii的无机非金属材料。 2.耐火材料的矿物组成分为主晶相3和基质两部分。 3.Al2O3含量高于48%4的硅酸铝质耐火材料称为高铝砖。 4.表征耐火制品致密度的性能指标是体积密度5。 5.为了提高炉衬抗渣侵蚀性能，一般选择含碳耐火材料6。 6.低水泥系列耐火浇注料中的一项核心要技术措施是超微粉7技术。 7.不定形耐材中常用的无机结合剂是高铝水泥8。 8.高炉炉体各部位炉衬选用的耐火材料分别为：炉身上部是粘土砖9；炉身下部、 炉腰和炉腹部位是SiC砖10，风口中心线和炉缸部位是高铝砖11；炉底部位是碳砖12。 9.热风炉蓄热室用的一种重要耐火砖称为格子砖13。 10.热风炉选用耐火砖时最重要的一项性能指标是低蠕变性14。 11.格子砖是热风炉蓄热室用重要耐火制品，为了提高其蓄热能力，要求具有高 的比热容15。（提示：一种热学性能） 12.电炉炉顶用耐火制品是高铝砖16。 13.转炉炉体通用的系列耐火材料是镁碳砖17。 14.直流电弧炉炉底用耐火材料要求有比较好的导电性18。 15.生产洁净钢用钢包耐火砖或浇注料属于碱性耐火材料19。 16.滑动水口是安装在钢包和中间包外的钢水节流装置，目前使用的是烧成铝碳 质20滑板。 三简答和问答题 绪论部分 1.“荷重软化温度”是耐火制品的重要使用性能，请给出该名词的定义及对耐 火材料选用时的重要意义。 2.叙述耐火制品的结构特征参数（至少三个），并简要分析结构参数对耐火材料

冶金机械(钢铁冶金设备)复习资料

第一章 高炉生产总的要求:高产、优质、低耗、长寿. 提高高炉生产经济技术指标的途径①精料.②综合鼓风③高压操作.高压操作是改善高炉冶炼过程的有效措施,可以延长煤气在炉内的停留时间、提高产量、降低焦比,同时可以减少炉尘吹出量④电子计算机的控制⑤高炉大型化. 第二章 供料设备:高炉生产中,料仓上下所有的设备 给料机两种形式:电磁式、电动机式. 振动筛分类:运动轨迹分:平面圆周运动轨迹、定向直线运动轨迹.调谐值:近共振点工作、远离共振点工作. 对高炉供料设备的要求:①供料系统应适应多品种的要求.②生产率要大,能满足高炉生产日益增长所需的矿石和焦炭的数量③原料称量准确,维持装料的稳定,这是操作稳定的一个重要因素④在运输过程中,对原料的破碎要少;在组成料批时,对供应原料要进行最后过筛⑤设备力求简单、耐磨,便于操作和检修,使用寿命长. 供料系统:料车上料系统、皮带上料机上料系统两种不同的形式. 称量漏斗:分为杠杆式称量漏斗和电子式称量漏斗振动给料机:电磁式和电动机式两种形式. 电动机式振动给料机优点:更换激振器方便、振动方向角容易调整、特别是激励可根据振幅需要进行无级调整. 概率筛也是一种振动筛,但其工作原理与惯用的振动筛完全不同 最常用的上料设备:斜桥料车上料机、带式上料机. 第三章 料车的车轮装置有转轴式和心轴式两种. 液力联轴器的作用:①过载保护②减少启动时的冲击与振动③与鼠笼型电动机连用,可提高鼠笼电动机的启动能力④在多台电动机传动链中,可均衡各电动机的负载.分类:分为标准型、安全型和可调型三种.可调型液力联轴器调节充液量的方法有:出口调节式、进口调节式、进出口调节式 带式上料机和料车上料机比较具有特点:①工艺布置合理.料仓离高炉远,使高炉周围空间自由度大,有利于高炉炉前布量多个出铁口②上料能力强.满足了高炉大型化以后大批量的上料要求②上料均匀,对炉料的破碎作用较小④设备简单、投资较小⑤工作可靠、维护方便、动力消耗少,便于自动化操作.但是带式运输机的倾角一般不超过120,水平长度在300m以上,占地面积大;必需要求冷料,热烧结矿得经冷却后才能运送.严格控制炉料,不允许夹带金属物,以防止造成皮带被刮伤和纵向撕裂的事故. 第四章:炉顶装料设备 炉顶装料设备:分为双钟式炉顶设备和无种炉顶. 双钟式炉顶升降方式分为:料钟自由式下降、料钟强迫下降. 平衡杆按料钟下降方式分为:自由下降和强迫下降. 钢绳拉力控制器:杠杆式、菱形结构式钢绳张力控制器 探料设备分类:机械垂直,机械水平,同位素,红外线探料器. 大小钟液压驱动结构分类？？？ 无钟炉顶分类:按照料罐布置方式不同,可分为并罐和串罐两种基本形式.①串罐式上、下料罐是分开的,称量斗独立存在,不受外界影响,称量精度高,这对于高炉实现自动化操作是十分有利的.串级式无料钟与高炉同心,不仅减少炉料偏析,而且减少了炉料运动的撞击,减少破损,有利于煤气流的畅通和高效利用,也减少中心喉管的磨损.投资少、结构简单、事故率要低、维修量相应减少.但当一个料罐出现故障时,高炉要休风.②并罐式两个料斗装在一根大梁上,大梁的刚度必须很大;一个料罐的称量要受另一料罐装卸料的影响,称量精度难以保证.它的最大特点是当一个料罐出现故障时,另一个还可以维护生产. 无料钟炉顶部件:受料漏斗、料罐、密封阀(圈)(作用:密封阀用于料罐密封,保证高炉压力操作)、流量调节阀、中心喉管(为防止原料对中心喉管的偏磨以及减少对衬板的磨损,在叉形管的交叉处焊有一定高度的挡板这样即可在此处产生一不厚的死料层并稍微降低原料流下的速度,达到保护衬板的目的.挡板作用:控制挡板高度以免过高造成卡料或者过低收不到应有的效果)、眼镜阀(在高炉休风时,把无料钟部分与炉内隔开.即使在有轻微煤气或蒸汽的状态下,更换料斗衬板．更换各种阀、中心喉管及其他部件,都能确保安全作业)、布料器 高炉合理布料的意义和要求:从炉顶加入炉料不只是一个简单的补充炉料的工作,因为炉料加入后的分布情况影响着煤气与炉料间相对运动或煤气流分布.如果上升煤气和下降炉料接触好,煤气的化学能和热能得到充分别用．炉料得到充分预热和还原,此时高炉能获得很好的生产技术经济指标.煤气流的分布情况取决于料柱的透气性,如果炉料分布不均,则煤气流自动地从孔隙较大的大块炉料集中处通过,煤气的热能和化学能就不能得到充分利用,这样不但影响高炉的冶炼技术经济指标,而且会造成高炉不顺行,产生悬料、塌料、管道和结瘤等事故. *无料钟炉顶优点:①布料灵活.②布料与密封分开,用两层密封阀代替原有料钟密封,可提高炉顶压力③炉顶结构简化,炉顶设备质量减轻,炉顶总高度降低,使整个炉顶设备总投资减少,维修方便. a.环形布料b．自动螺旋布料c定点布料d.扇形布料怎样实现 第五章:炉前设备 开铁口机分类:钻孔式开口机,冲钻式开铁口机 堵铁口机分类:电动泥炮,液压泥炮 堵渣口机分类:按驱动方式分为气动,电动,液动.国内使用较多为连杆式和折叠式. 电动泥炮组成:打泥机构、压紧机构、回转机构和锁紧机构. 打开出铁口方法有:①用钻头钻到赤热层后退出,然后用人工气锤或氧气打开或烧穿赤热层②用钻杆送进机构,一直把铁口钻通,然后快速退回.③采用具有双杆的开口机,先用一钻孔杆钻到赤热的硬层,然后用另一根捅口杆把铁口打开,以防止钻头被铁水烧坏.④在泥炮堵完泥后,立即用钻头钻到一定深度,然后换上捅杆捅开口,捅杆留在铁口不动,待下次出铁时,由开口机将捅杆拔出. 开口机按动作原理可分为:钻孔式开口机、冲钻式开口机.都应满足列条件:①开孔的钻头应在出铁口中开出具有一定倾斜角度的直线孔道小于100mm.②在开铁口时,不应破坏覆盖在铁口区域炉缸内壁上的耐火泥.③开铁口的一切工序都应机械化,井能进行远距离操纵,保证操纵工人的安全.④开口机尺寸应尽可能小,并在开完铁口后远离铁口. 设置泥炮时应满足下列要求:①有足够的一次吐泥量.除填充被铁、渣水冲大了的铁口通道外,还必须保证有足够的炮泥挤入铁口内.在炉内压力的作用下,这些炮泥扩张成蘑菇状贴于炉缸内壁上．起修补炉衬的作用②有一定的吐泥速度.吐泥过快,使炮泥挤入炉内焦炭中,形不成蘑菇状补层,失去修补前墙的作用.吐泥过慢,容易使炮泥在进入铁口通道过程中失去塑性,增加堵泥阻力,炉缸前墙也得不到修补③有足够的吐泥压力.可以克服铁口通道的摩擦阻力、炮泥内摩擦阻力、炉内焦炭阻力等④操作安全可靠,可以远距离控制.由于高炉大型化并采用了高 压操作,出铁后炉内喷出大量的渣铁水,所以要求堵 口机一次堵口成功,并能远距离控制堵口机各个机 构的运转. ⑤炮嘴运动轨迹准确.经调试后,炮嘴一 次对准出铁口. 第六章热风炉设备与除尘设备 蓄热式热风炉的工作原理是先使煤气和助燃空气 在燃烧室燃烧,燃烧生成的高温烟气进入蓄热室将 格子砖加热,然后停止燃烧,再使风机送来的冷风通 过蓄热室,将格子砖的热量带走,冷风被加热,通过热 风围管送人高炉. 热风炉的形式:内燃式、外燃式、顶燃式 除尘设备分类？除尘方法分:干式除尘设备、湿式 除尘设备、电除尘设备.按除尘后煤气所能达到的净 化程度:粗除尘设备、半精除尘设备、精除尘设备 湿法除尘系统:在除尘系统中至少使用洗涤塔、文 氏管等用水除尘的设备. 脱水器三种形式:挡板式脱水器、重力脱水器、旋 风 第七章氧气顶吹转炉炼钢设备 主厂房各胯间的布置:一般在加料跨的两端分别布 置铁水和废钢两个工段,并布置相应的铁路线. 三吹二:在转炉跨布置三座转炉,平时两座吹炼,一 座维修.二吹一:转炉跨布置两座转炉,一座吹炼,另 一座维修. 溅渣护炉: 氧气顶吹转炉车间的主要设备按用途分为:转炉主 体设备、供氧设备、原料供应设备、出渣出钢和浇 铸系统、烟气净化和回收设备、修护机械设备、其 他辅助设备. 炉衬包括:工作层、永久层、填充层 炉壳由炉帽、炉身、炉底三部分组成 炉帽、炉身和炉底三部分的连接方式因伤炉方式不 同而异.有“死炉帽,活炉底”,“活炉帽,死炉底”等 结构形式. 什么是蠕变？ 炉壳常见故障:1.炉壳裂纹2．炉壳变形3．炉壳局 部过热和烧穿 耳轴与托圈的连接方式①法兰螺栓连接.②静配合 连接.③耳轴与托圈直接焊接. 炉体与托环连接装置基本形式:支撑夹持器、吊挂 式连接装置. 吹氧装置由:氧枪、氧枪升降机构、换枪机构组成 按孔型喷头分为拉瓦尔型、直筒型和螺旋型;按孔数 分为单孔和多孔喷头 喷头:分为锻造和铸造两种类型.按孔型喷头分为拉 瓦尔型、直筒型和螺旋型;按孔数分为单孔和多孔喷 头 铁水供应设备特点: 混铁炉供应铁水的工艺流程:高炉—铁水罐车—混 铁炉—铁水罐—称量—装炉 散状料主要有造渣剂和冷却剂 可逆活动胶带运输机配料？？？ 仓料的布置形式有:独用、公用、部分公用. 通常将炉内原生的气体称为炉气,炉气出炉口后则 称为烟气 活动烟罩:闭环式(氮幕法)、敞口式(微压差法) 转炉烟气的处理方法:燃烧法和未燃法.燃烧法缺点: 是不能回收煤气;吸入空气量大,进入净化系统的烟 气量大大增加,使设备占地面积大,投资和运转费用 增加,燃烧法的烟尘粒度细小,烟气净化困难.未燃法: 烟气CO含量高,应注意防爆防毒,具有回收大量煤 气及部分热量,废气量少,整个冷却、除尘系统设备 体积小,烟尘粒度较大. 中国目前大多数转炉烟罩均采用排管形式 根据采用管子形状的不同分为:①异型排管型;②无 缝钢管密排型. 烟道冷却形式:水冷烟道、废热锅炉、汽化冷却烟道 (国内转炉均采用). 文氏管:按喉口有无送流水膜可分为:溢流文氏管、 无溢流文氏管两类,按喉口有无调节装置又可分为: 可调文氏管、定径文氏管两种. 溢流文氏管作用:a降温b粗除尘 脱水器根据方式不同:重力式、撞击式、离心式. 煤气柜作用:贮存、稳压、混合. 全湿法“双文”净化系统的流程:转炉烟气-活动烟 罩、固定烟罩-汽化冷却烟道-溢流定径文氏管-重力 挡板脱水器-可调喉口文氏管-喷淋箱-复挡脱水器- 抽风机-三通切换阀-水封逆止阀-煤气柜优点: ①净化效率较高,煤气质量能达到作为燃料和化工 原料的要求.②采用汽化冷却烟道能节约大量冷却 水,并回收烟气物理热生产蒸汽.缺点:系统总阻损较 高,需使用高速风机,除电耗较高外,其叶轮磨损也较 快,另外自控系统和仪表精度要求高,操作管理比较 复杂. 第八章: 电炉的形式有电弧炉、感应炉、电阻炉、矿热炉、 等离子炉 电弧炉炼钢始于1878年,第一座电弧炉是由德国西 门子制造的,为单相间接电弧炉. 炉底出钢装置优点:炉子倾角小、倾动机构和炉子基 础等可简化;水冷电缆短,提高了电效率;钢流集中、 流程短、出钢时间短、钢水降温小、减少钢水含氮 量、缩短了冶炼周期. 电极升降机构包括横臂、立柱、升降液压缸(或直 流电动机等).类型:固定立柱式、活动立柱式 根据装料时炉盖体相对移动的方式不同,炉顶装料 可分为炉盖旋转式、炉体开出式和炉盖开出式三种 形式,现在国外和国内新建的电弧炉普遍采用旋转 式. 根据旋转式电炉炉盖提升旋转机构安装位置不同 分为基础分开式、整体基础式(共平台式)、炉壳连 接式,整天基础式 第九章 连续铸钢优越性:简化了生产加工过程,节约了投资; 提高了金属收得率;减低金属损耗;节约能源,降低生 产成本;提高铸坯质量 连铸特点:生产工艺流程简单,耐火材料的消耗低, 钢材的收的率高,成本低,生产自动化程度高. 连铸机的类型:立式、立弯式、弧形、椭圆形和水 平式. 连续铸钢及设备组成:1-盛钢筒,2-中间罐;3-振动机 构,4-偏心轮,5-结晶器,6二次冷却夹棍,7-铸坯中未 凝固钢水,8-拉坯矫直机,9-切割机;10-铸坯;11-辊道 工艺过程:由炼钢炉炼出的合格钢水,经盛钢桶运送 到连铸机上,通过中间罐注入强制水冷的结晶器内. 结晶器是一特殊的无底水冷铸锭模,在浇铸之前先 装上引锭杆作为结晶器的活底.注入结晶器的钢水 表层急速冷却凝结成形,且铸坯的前部与引锭头凝 结在一起.引锭头由引锭杆通过拉坯矫直机的拉辊 牵引,以一定速度把形成坯壳的铸坯拉出结晶器外. 为防止初凝的薄坯壳与结晶器壁黏结撕裂而混钢, 在浇铸过程中,既要对结晶器内壁进行润滑,又要通 过结晶器振动机构使其上下往复振动.铸坯出结晶 器进入二次冷却区,内心还是液体状态,应进一步喷 水冷却,直到完全凝固.二冷区的夹辊除引导铸坯外, 还可以防止铸坯在内部钢水静压力作用下产生“鼓 肚”变形.铸坯出二冷区后经拉坯矫直机将弧形铸坯 矫成直坯,同时使引锭头与铸坯分离.完全凝固的直 坯由切割设备切成定尺,经运输辊道进入后步工序. 弧形连铸机主要参数:铸坯形状尺寸、拉坯速度、 铸机弯曲半径、冶金长度、铸机流数及生产能力 冶金长度:当δ＝H／2时,铸坯全部凝固(H为铸坯 厚度),此时之长度用Le表示 第十章 浇铸设备:包括钢包和钢包运载装置、中间罐和中间 罐小车 钢包回转台:现代连铸中应用最普通的运载和承托 钢包进行浇铸的设备,通常设置于钢水接收跨与浇 铸跨铸列之间用钢水接收跨一侧的起重机将钢包 放在回转台上,通过回转台回转,使钢包停在中间包 上方供给其钢水. 钢包回转台工作特点:重载、偏载、冲击、高温. 流动水口依滑板活动方式不同有插入式、往复式、 旋转式滑动水口三种 保护渣的作用:a结晶器内钢水上表面与空气隔离b 吸收钢水中夹杂物c控制机壳与结晶器壁的传热d 润滑 第十一章 弯月面？弯月区？ 副滑动:震动装置工作时结晶器的下降速度稍高于 铸坯的拉坯速度即为副滑动 结晶器基本要求:①结晶器内壁应具有良好的导热 性和耐磨性②结晶器应具有一定的刚度,以满足巨 大温差和各种力作用引起的变形,从而保证铸坯精 确的断面形状.③结晶器的结构应简单,易于制造、 装拆和调试.④结晶器的质量要轻,以减少振动时的 惯性力,振动平稳可靠. 结晶器类型:按其内壁形状,可分为直形及弧形等; 按铸坯规格和形状,可分为圆坯、短形坯、正方坯、 板坯及异型坯等;按其结构形式,可分为整体式、套 筒式、水平式及组合式等. 足辊作用:托住坯壳并按规定的半径导向坯壳 结晶器振动的技术要求:⑦振动的方式能有效地防 止因坯壳的黏结面造成拉漏事故.②振动参数有利 于改善铸坯表面质量,形成表面光滑的铸坯.③振动 机构能准确实现圆弧轨迹,不产生因过大的加速度 引起的冲击和摆动.④设备的制造、安装和维护方便, 便于处理事故,传动系统要有足够的安全性能. 结晶器的振动规律有:同步振动、负滑动振动、正弦 振动、非正弦振动 正弦震动特点:①结晶器下降过程中,有一小段负滑 脱阶段.可防止和消除坯壳与结晶器的粘结,有利于 脱模.②结晶器的运动速度按正弦规律变化,其加速 度必然按余弦规律变化,过渡比较平稳,冲击也小③ 由于加速度较小,可以提高振动频率,采用高频率小 振幅振动有利于消除黏结,提高脱模作用,减小铸坯 上振痕的深度④正弦振动可以通过偏心轴或曲柄 连杆机构来实现,不需要凸轮机构,制造比较容易⑤ 由于结晶器和铸坯之间没有严格的速度关系,振动 机构和拉坯机构间不需要采用速度连锁系统,因而 简化了驱动系统. 目前常用的主要是偏心轮传动的四连杆或四偏心 轴式振动机构. 结晶器的震动参数有:振幅、频率、负滑动时间. 十二章 喷嘴形式有实心或空心圆锥喷嘴及广角扁平喷嘴 二冷区内外弧冷却水量的分配,在上半段和下半段 应有所不同,上半段基本可按对称喷水.当铸坯进入 下半段时,特别是在水平段前后,喷射到内弧表面的 冷却水会在铸坯上波动、停留,而喷射到外弧表而的 冷却水会迅速流失,故在二冷区下半段,内弧喷水量 为外弧喷水量的1／2~1／3. 二次冷却有以下技术要求:①能把冷却水雾化得很 细而又有较高的喷射速度,使喷射到铸坯表面的冷 却水易于蒸发散热.②喷到铸坯上的射流覆盖面积 要大而均匀③在铸坯表面未被蒸发的冷却水聚集 的要少,停留的时间要短 气水喷嘴的优点:喷流覆盖面广、冷却能力大;铸坯 表面冷却均匀;流量调节的范围大,可以减少喷嘴数 量,因而使得冷却水管路简化;出水口径较大,不易堵 塞,对冷却水的净化要求较低. 引锭杆有大节距引锭杆、小节距引锭杆和刚性引锭 杆三种.按安装不同分为:上装和下装引锭杆 液芯矫直公式:铸坯断面系数Ws=BH2/4 压缩矫直:目的:防止铸坯在液芯弯曲或矫直时,在 凝固界面处易产生裂纹. 十三章 火焰切割机是用氧气和各种燃气的燃烧火焰来切 割铸坯.可燃气体有乙炔、丙烷、天然气和焦炉煤气 等高发热量气体. 切割嘴依预热氧气及预热燃气混合位置的不同可 以分为:①枪内混合式.②嘴内混合式.③嘴外混合 式. 摆动切割机:切方坯 同步机构:夹钳式同步机构、钩式同步机构、坐骑 式同步机构 剪切连续铸坯的机械剪切机,按其驱动动力有电动、 液压两种类型,按其与铸坯同步运动方式有摆动式、 平行移动式两种.主要特点是:剪切速度快,无金属消 耗,操作安全可靠.但设备的外形尺寸较大,投资费用 大. 第十四章 新型连铸机:主要要水平式、轮带式以及薄板坯连铸 机 材料？？润滑？？ 结合环作用:连接中间罐和结晶器 水平连铸机的拉坯装置,兼有拉坯和震动脱模的作 用,它的运动方式是拉—停—推的周期运动 采用轮带式连铸机有如下优越性:铸坯在结晶器内 无相对运动,结晶器不用振动,因而表面光洁无振痕, 采用铸坯热装或连铸连轧,可以减少生产工序、节约 能源、降低设备投资,提高轧机生产率和成材率;并 且轮带式连铸机高度低,能安装在高度不大的车间 里. CSP生产工艺:把薄板坯连铸机和四辊连轧机组合 的紧凑式短流程带钢生产线特点①热效率高,热损 失少.②是漏斗形结晶器.结晶器上大下小,呈垂直漏 斗形③二次冷却采用水冷④均热时间短⑤CVC技 术⑥品种与质量好 I SP生产线:在线带钢生产线优越性:①液芯铸轧② 感应加热均热炉及热带卷炉③品种扩大,质量优良 ④经济效益良好,投资省,生产成本比普通弧形连铸 大幅降低. 十五章 漏钢原因:a工艺控制方面过失导致b原材料、耐火 材料不合要求导致c操作不当d设备原因