CN102978345B

CN102978345B - 低铬耐火材料rh精炼炉及其砌筑方法

Info

Publication number: CN102978345B
Application number: CN201210566337.XA
Authority: CN
Inventors: 田先明; 胡四海; 洪学勤; 雷中兴; 周辉; 龚仕顺; 刘良兵; 徐超; 王�忠
Original assignee: Wuhan Iron and Steel Group Corp
Current assignee: Wuhan Iron and Steel Group Corp
Priority date: 2012-12-24
Filing date: 2012-12-24
Publication date: 2014-03-12
Anticipated expiration: 2032-12-24
Also published as: CN102978345A

Abstract

本发明公开了一种低铬耐火材料RH精炼炉及其砌筑方法。其热弯管工作层、上部槽永久层、中部槽永久层和下部槽永久层采用镁尖晶石不烧砖砌筑；热弯管永久层采用粘土砖砌筑；上部槽工作层和中部槽工作层采用刚玉尖晶石预制砖砌筑；下部槽工作层分两段结构：其底部与环流管相结合的三角区A采用镁锆砖、镁锆钛砖或铬含量20%以下的镁铬砖砌筑，三角区A以上部分采用镁尖晶石不烧砖砌筑；环流管采用镁锆砖、镁锆钛砖或镁尖晶石砖砌筑；浸渍管采用刚玉尖晶石浇注料整体浇注。其通过减少含铬耐火材料的使用，降低了有毒物质对人体和环境的破坏，可使RH精炼炉易于修补、可快速更换，提高了浸渍管的使用效率，降低了RH精炼炉的砌筑成本。

Description

低铬耐火材料RH精炼炉及其砌筑方法

技术领域

本发明属于钢铁炉外精炼设备技术领域，涉及一种RH精炼炉，尤其是一种低铬耐火材料RH精炼炉，本发明还涉及它的砌筑方法。

背景技术

RH（钢水真空循环脱气）工艺，是由西德鲁尔钢公司（Ruhrstahl）和海罗尔斯公司（Heraeus）在1959年共同开发,距今已有50年的发展历史。RH精炼炉装置如图1所示，其主要由真空室、浸渍管（上升管、下降管）、真空排气管道、合金料仓、升降装置、吹氩管道系统和真空室预热装置组成。起初开发的主要目的是对钢水进行脱氢处理，以防止钢中白点的产生，因而仅用于处理对气体有严格要求的钢种，如厚板钢、大型锻件用钢、硅钢及轴承钢等，其应用范围受限。随着RH各项技术的不断完善和发展, 在脱氢的基础上又开发了脱碳、脱氧、吹氧升温、喷粉脱硫和成分控制等功能，相继诞生了RH-OB、RH-PB、RH-KTB、RH-KPB等多功能的炉外精炼设备，使改进后的RH精炼炉能进行多种冶金操作，大大提高了处理能力和处理效果, 更好地满足了处理不同钢种和提高钢材质量的要求。RH精炼炉是炉外精炼过程中生产高质量钢材不可或缺的重要设备之一。

目前，国内大多数钢厂的RH精炼炉各部位用耐火材料主要是以镁铬砖及其他含铬材料。由于铬元素是一种有毒性物质又污染环境，国务院和国家发改委已将“含铬质耐火材料”列为限制类生产项目，并且国外许多发达国家也将含铬耐火材料列入禁止使用产品；另外，受铬矿成本影响，含铬耐火材料产品的成本较高。故在不影响RH精炼炉使用寿命的前提下，减少含铬耐火材料的使用，降低有毒物质对环境的破坏，已是迫在眉睫。

另外，由于国内大多钢厂在RH精炼炉浸渍管部位采用镁铬砖砌筑工艺。该工艺不仅对现场施工人员技术熟练程度要求较高，而且大量采用镁铬砖既污染环境，施工成本也高，并且在使用过程中修补和更换均需大量时间，这种高成本高污染低效率的砌筑方式急需改进。

发明内容

本发明的目的是提供一种低铬耐火材料RH精炼炉，该RH精炼炉减少了含铬耐火材料的使用，从而降低砌筑成本，减少环境污染，提高施工效率。

上述目的是通过以下技术方案实现的：

一种低铬耐火材料RH精炼炉，包括从上到下依次布置的热弯管、上部槽、中部槽、下部槽、环流管和浸渍管，所述热弯管具有热弯管工作层和热弯管永久层，所述上部槽具有上部槽工作层和上部槽永久层，所述中部槽具有中部槽工作层和中部槽永久层，所述下部槽具有下部槽工作层和下部槽永久层，其中：

所述热弯管工作层由镁尖晶石不烧砖砌筑而成，所述热弯管永久层由粘土砖砌筑而成；

所述上部槽工作层由刚玉尖晶石预制砖砌筑而成，所述上部槽永久层由镁尖晶石不烧砖砌筑而成；

所述中部槽工作层由刚玉尖晶石预制砖砌筑而成，所述中部槽永久层由镁尖晶石不烧砖砌筑而成；

所述下部槽工作层分两段结构：其底部与环流管相结合的三角区由镁锆砖、镁锆钛砖或铬含量20%以下的镁铬砖砌筑而成，其位于所述三角区以上部分由镁尖晶石不烧砖砌筑而成；所述下部槽永久层由镁尖晶石不烧砖砌筑而成；

所述环流管由镁锆砖、镁锆钛砖或镁尖晶石不烧砖砌筑而成；

所述浸渍管由刚玉尖晶石浇注料整体浇注而成。

优选地，所述三角区自下而上由4~6层镁锆砖、镁锆钛砖或铬含量20%以下的镁铬砖砌筑而成，其高度为84~126mm。

最佳地，所述三角区自下而上由5层镁锆砖、镁锆钛砖或铬含量20%以下的镁铬砖砌筑而成，其高度为105mm。

其中，所述刚玉尖晶石预制砖或浇注料由下述重量配比的原料组成：

粒度0.088~12mm的白刚玉或板状刚玉或致密刚玉占65%~85%；

粒度≤0.074mm的电熔镁砂或镁铝尖晶石占10%~30%；

粒度≤0.088mm的水泥占1%~5%；

粒度≤0.088mm的金属铝粉占0.5%~1%；

长度2~10mm的聚乙烯醇纤维或聚丙烯纤维占0.5%~1%；

三聚磷酸钠或六偏磷酸钠占0.1%~1%。

优选地，所述刚玉尖晶石预制砖或浇注料由下述重量配比的原料组成：

粒度0.088~12mm的致密刚玉占75%；

粒度≤0.074mm的电熔镁砂占20%；

粒度≤0.088mm的水泥占3%；

粒度≤0.088mm的金属铝粉占0.8%；

长度2~10mm的聚乙烯醇纤维占0.8%；

三聚磷酸钠占0.4%。

本发明进一步提供一种所述的低铬耐火材料RH精炼炉的砌筑方法，其特殊之处在于：

1）所述热弯管工作层、上部槽永久层、中部槽永久层和下部槽永久层均采用镁尖晶石不烧砖砌筑；

2）所述热弯管永久层采用粘土砖砌筑；

3）所述上部槽工作层和中部槽工作层均采用刚玉尖晶石预制砖砌筑；

4）所述下部槽工作层分两段结构砌筑：其底部与环流管相结合的三角区采用镁锆砖、镁锆钛砖或铬含量20%以下的镁铬砖砌筑，其位于所述三角区以上部分采用镁尖晶石不烧砖砌筑；

5）所述环流管采用镁锆砖、镁锆钛砖或镁尖晶石不烧砖砌筑；

6）所述浸渍管采用刚玉尖晶石浇注料整体浇注。

优选地，所述步骤4）中，三角区采用4~6层镁锆砖、镁锆钛砖或铬含量20%以下的镁铬砖砌筑，其高度控制在84~126mm；三角区以上部分再采用镁尖晶石不烧砖砌筑，最后采用常规捣打料或镁铬捣打料填充缝隙，捣打密实。

最佳地，所述步骤4）中，三角区采用5层镁锆砖、镁锆钛砖或铬含量20%以下的镁铬砖砌筑，其高度控制在105mm；三角区以上部分再采用镁尖晶石不烧砖砌筑，最后采用常规捣打料或镁铬捣打料填充缝隙，捣打密实。

其中，所述步骤6）中，先将浸渍管的基础钢体吊入相应的模具内，然后用搅拌机搅拌刚玉尖晶石浇注料与水的混合物，搅拌均匀后采用震动器连续浇注震动成形，再自然养护12~24小时，最后干燥12~36小时。

本发明的有益效果是：在不影响RH精炼炉使用寿命的前提下，减少了含铬耐火材料的使用，不仅降低了有毒物质对人体和环境的破坏，而且使RH精炼炉易于修补，可快速更换，提高了RH精炼炉浸渍管的使用效率，降低了RH精炼炉的砌筑成本。

附图说明

图1是一种低铬耐火材料RH精炼炉的主剖视结构示意图；

图2是图1中的B-B剖面结构示意图。

图中：热弯管1（热弯管工作层1a、热弯管永久层1b），上部槽2（上部槽工作层2a、上部槽永久层2b），中部槽3（中部槽工作层3a、中部槽永久层3b），下部槽4（下部槽工作层4a、下部槽永久层4b），环流管5，浸渍管6，三角区A。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明的低铬耐火材料RH精炼炉及其砌筑方法作进一步的详细描述。

实施例1

实施例1的RH精炼炉如图1~2所示，主要由从上到下依次布置的热弯管1、上部槽2、中部槽3、下部槽4、环流管5和浸渍管6组合而成。其中，热弯管1具有热弯管工作层1a和热弯管永久层1b，上部槽2具有上部槽工作层2a和上部槽永久层2b，中部槽3具有中部槽工作层3a和中部槽永久层3b，下部槽4具有下部槽工作层4a和下部槽永久层4b。以上各部分所采用的耐火材料和砌筑工艺如下：

热弯管工作层1a、上部槽永久层2b、中部槽永久层3b和下部槽永久层4b均采用镁尖晶石不烧砖砌筑，热弯管永久层1b采用粘土砖砌筑。这些部位所受的热应力小，可以镁尖晶石不烧砖和粘土砖完全替代镁铬砖，既降低了砌筑成本，又实现无铬耐火材料的应用。

上部槽工作层2a和中部槽工作层3a均采用刚玉尖晶石预制砖砌筑，用以替代传统的镁铬砖。上部槽工作层2a和中部槽工作层3a由于在使用过程中与钢液不直接接触，刚玉尖晶石预制砖已能满足其使用条件，从而可以实现无铬化耐火材料的使用。

下部槽工作层4a分两段结构砌筑：其底部与环流管5相结合的三角区A采用铬含量20%以下的镁铬砖砌筑，自下而上共砌筑5层，5层镁铬砖的高度控制在105mm；其位于三角区A以上部分则全部采用镁尖晶石不烧砖砌筑，最后采用常规捣打料或镁铬捣打料填充缝隙，捣打密实。

环流管5采用镁尖晶石不烧砖砌筑。由于环流管5和下部槽4底部位于浸渍管6上方，此区域炉温过高且钢水冲刷激烈，采用上述材料砌筑可以有效减轻在使用过程中出现的损坏，延长RH精炼炉的使用寿命。

浸渍管6是RH精炼炉最易损坏的部位，本实施例采用刚玉尖晶石浇注料整体浇注，以替代传统使用的镁铬砖。这样，既可实现浸渍管6无铬化，又易于快速修补与更换，还可提高RH精炼炉的使用效率。具体的浇注方法是：先将浸渍管6的基础钢体吊入模具内，然后用搅拌机搅拌刚玉尖晶石浇注料与水的混合物，搅拌均匀后采用震动器连续浇注震动成形，再自然养护12~24小时，最后干燥12~36小时即可。

其中，刚玉尖晶石预制砖或浇注料由下述重量配比的原料组成：

粒度0.088~12mm的致密刚玉占75%；

粒度≤0.074mm的电熔镁砂占20%；

粒度≤0.088mm的水泥占3%；

粒度≤0.088mm的金属铝粉占0.8%；

长度2~10mm的聚乙烯醇纤维占0.8%；

三聚磷酸钠0.4%。

实施例1的具体材质使用情况见表1。

表1 实施例1的RH精炼炉各部件材质使用表

实施例2

实施例2的RH精炼炉构成和砌筑方法与实施例1基本相同，所存在的差异如下：

其刚玉尖晶石预制砖或浇注料由下述重量配比的原料组成：

粒度0.088~12mm的板状刚玉占65%；

粒度≤0.074mm的镁铝尖晶石占30%；

粒度≤0.088mm的水泥占2%；

粒度≤0.088mm的金属铝粉占1%；

长度2~10mm的聚丙烯纤维占1%；

六偏磷酸钠占1%。

实施例2的具体材质使用情况见表2。

表2 实施例2的RH精炼炉各部件材质使用表

实施例3

实施例3的RH精炼炉构成和砌筑方法也与实施例1基本相同，所存在的差异如下：

其刚玉尖晶石预制砖或浇注料由下述重量配比的原料组成：

粒度0.088~12mm的白刚玉占85%；

粒度≤0.074mm的电熔镁砂占30%；

粒度≤0.088mm的水泥占3.9%；

粒度≤0.088mm的金属铝粉占0.5%；

长度2~10mm的聚乙烯醇纤维占0.5%；

三聚磷酸钠占0.1%。

实施例3的具体材质使用情况见表3。

表3 实施例3的RH精炼炉各部件材质使用表

Claims

1.一种低铬耐火材料RH精炼炉，包括从上到下依次布置的热弯管（1）、上部槽（2）、中部槽（3）、下部槽（4）、环流管（5）和浸渍管（6），所述热弯管（1）具有热弯管工作层（1a）和热弯管永久层（1b），所述上部槽（2）具有上部槽工作层（2a）和上部槽永久层（2b），所述中部槽（3）具有中部槽工作层（3a）和中部槽永久层（3b），所述下部槽（4）具有下部槽工作层（4a）和下部槽永久层（4b），其特征在于：

所述热弯管工作层（1a）由镁尖晶石不烧砖砌筑而成，所述热弯管永久层（1b）由粘土砖砌筑而成；

所述上部槽工作层（2a）由刚玉尖晶石预制砖砌筑而成，所述上部槽永久层（2b）由镁尖晶石不烧砖砌筑而成；

所述中部槽工作层（3a）由刚玉尖晶石预制砖砌筑而成，所述中部槽永久层（3b）由镁尖晶石不烧砖砌筑而成；

所述下部槽工作层（4a）分两段结构：其底部与环流管（5）相结合的三角区（A）由镁锆砖、镁锆钛砖或铬含量20%以下的镁铬砖砌筑而成，其位于所述三角区（A）以上部分由镁尖晶石不烧砖砌筑而成；所述下部槽永久层（4b）由镁尖晶石不烧砖砌筑而成；

所述环流管（5）由镁锆砖、镁锆钛砖或镁尖晶石不烧砖砌筑而成；

所述浸渍管（6）由刚玉尖晶石浇注料整体浇注而成，

所述刚玉尖晶石预制砖或浇注料由下述重量配比的原料组成：

粒度0.088～12mm的白刚玉或板状刚玉或致密刚玉占65%～85%；

粒度≤0.074mm的电熔镁砂或镁铝尖晶石占10%～30%；

粒度≤0.088mm的水泥占1%～5%；

粒度≤0.088mm的金属铝粉占0.5%～1%；

长度2～10mm的聚乙烯醇纤维或聚丙烯纤维占0.5%～1%；

三聚磷酸钠或六偏磷酸钠占0.1%～1%。

2.根据权利要求1所述的低铬耐火材料RH精炼炉，其特征在于：所述三角区（A）自下而上由4～6层镁锆砖、镁锆钛砖或铬含量20%以下的镁铬砖砌筑而成，其高度为84～126mm。

3.根据权利要求1所述的低铬耐火材料RH精炼炉，其特征在于：所述三角区（A）自下而上由5层镁锆砖、镁锆钛砖或铬含量20%以下的镁铬砖砌筑而成，其高度为105mm。

4.根据权利要求1所述的低铬耐火材料RH精炼炉，其特征在于：所述刚玉尖晶石预制砖或浇注料由下述重量配比的原料组成：

粒度0.088～12mm的致密刚玉占75%；

粒度≤0.074mm的电熔镁砂占20%；

粒度≤0.088mm的水泥占3%；

粒度≤0.088mm的金属铝粉占0.8%；

长度2～10mm的聚乙烯醇纤维占0.8%；

三聚磷酸钠占0.4%。

5.一种权利要求1所述的低铬耐火材料RH精炼炉的砌筑方法，其特征在于：

1）所述热弯管工作层（1a）、上部槽永久层（2b）、中部槽永久层（3b）和下部槽永久层（4b）均采用镁尖晶石不烧砖砌筑；

2）所述热弯管永久层（1b）采用粘土砖砌筑；

3）所述上部槽工作层（2a）和中部槽工作层（3a）均采用刚玉尖晶石预制砖砌筑；

4）所述下部槽工作层（4a）分两段结构砌筑：其底部与环流管（5）相结合的三角区（A）采用镁锆砖、镁锆钛砖或铬含量20%以下的镁铬砖砌筑，其位于所述三角区（A）以上部分采用镁尖晶石不烧砖砌筑；

5）所述环流管（5）采用镁锆砖、镁锆钛砖或镁尖晶石不烧砖砌筑；

6）所述浸渍管（6）采用刚玉尖晶石浇注料整体浇注。

6.根据权利要求5所述的低铬耐火材料RH精炼炉的砌筑方法，其特征在于：所述步骤4）中，三角区（A）采用4～6层镁锆砖、镁锆钛砖或铬含量20%以下的镁铬砖砌筑，其高度控制在84～126mm；三角区（A）以上部分再采用镁尖晶石不烧砖砌筑，最后采用常规捣打料填充缝隙，捣打密实。

7.根据权利要求5所述的低铬耐火材料RH精炼炉的砌筑方法，其特征在于：所述步骤4）中，三角区（A）采用5层镁锆砖、镁锆钛砖或铬含量20%以下的镁铬砖砌筑，其高度控制在105mm；三角区（A）以上部分再采用镁尖晶石不烧砖砌筑，最后采用常规捣打料填充缝隙，捣打密实。

8.根据权利要求5或6或7所述的低铬耐火材料RH精炼炉的砌筑方法，其特征在于：所述步骤6）中，先将浸渍管（6）的基础钢体吊入相应的模具内，然后用搅拌机搅拌刚玉尖晶石浇注料与水的混合物，搅拌均匀后采用震动器连续浇注震动成形，再自然养护12～24小时，最后干燥12～36小时。