CN110564910A - 一种中频炉炉衬 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种中频炉炉衬。该炉衬由炉衬本体、渣线层和透气塞组成。透气塞为弥散式透气，位于炉底中心。渣线层位于炉衬本体的上部，采用渣线砖砌筑，所述渣线砖在安装平面上分别加工相互配合的凸块和凹槽，两个安装平面夹角为15°，渣线砖的外圆弧与炉衬本体的外圆尺寸一致，内圆弧与炉衬本体的内圆尺寸一致，渣线砖与炉衬本体接触的上下表面均匀遍布有凸尖。该炉衬可实现钢水净化，为生产优质铸件提供了条件。使用该炉衬冶炼的钢水，其气体含量及硫磷含量达到精炼水平，合金元素收得率大大增加。
Description
技术领域
本发明应用于铸造领域，具体涉及一种用于钢水熔炼的中频炉炉衬。
背景技术
铸造行业中，铸钢熔炼多采用中频炉，由于中频炉炉衬限制，钢水熔炼始终与空气接触，钢水无法净化，也就无法进行高质量铸钢件的生产。
中频炉炉衬一般分为酸性炉衬、中性炉衬和碱性炉衬。酸性炉衬以氧化硅为主要成分，中性炉衬以氧化铝为主要成分，碱性炉衬以氧化镁为主要成分。由于酸性炉衬熔点低，碱性炉衬热震性差，铸钢熔炼多采用中性炉衬或镁铝尖晶石碱性炉衬。但是中性氧化铝炉衬无法造渣净化钢水，所以必须使用镁铝尖晶石碱性炉衬。即使这样，炉衬使用寿命很低，一般情况下，炉衬其他部位良好的情况下，在造渣的渣线位置炉衬腐蚀极其严重，有时一炉可造成漏炉事故，所以从铸造行业来说中频炉无法炼钢。
发明内容
本发明解决的技术问题是：提供一种中频炉炉衬，满足造还原渣的要求，使得钢水净化，生产优质铸钢件。
本发明所采用的技术方案是：中频炉炉衬由镁铝尖晶石炉衬本体、渣线层和高铝质透气塞组成。所述透气塞为弥散式透气，位于炉底中心。所述渣线层位于炉衬本体的上部，采用专用渣线砖砌筑，所述渣线砖为镁碳砖，高度大于还原渣的渣层厚度，渣线砖在安装平面上加工相互配合的凸块和凹槽，凸块或凹槽在安装平面上优化设计为两个，渣线砖的两个安装平面夹角为15°；渣线砖的两个圆弧表面半径之差值为炉衬厚度，其外圆弧与炉衬本体的外圆一致，内圆弧与炉衬本体的内圆一致；在渣线砖与炉衬本体接触的上下表面均匀遍布有凸尖。
本发明的有益效果是：该炉衬可造还原渣，实现了中频炉净化钢水的目的，为铸造行业生产优质铸件提供了条件。使用该炉衬冶炼的钢水，其气体含量及硫磷含量达到精炼水平，合金元素收得率大大增加。
附图说明
图1为本发明炉衬结构示意图；
图2为渣线砖俯视图；
图3为图2主视图；
图4为渣线砖炉衬平面示意图；
图5为渣线砖第二种结构形式；
图6为渣线砖第三种结构形式；
图7为渣线砖第四种结构形式；
其中：1-炉衬本体、2-渣线层、3-透气塞、4-凸块、5-凹槽、6-凸尖。
具体实施方式
附图1为本发明中频炉炉衬结构示意图。中频炉炉衬由炉衬本体1、渣线层2和透气塞3组成。为满足铸钢高温熔炼和成本要求，炉衬本体1采用镁铝尖晶石，渣线层使用附图2-3所示结构的渣线砖，渣线砖为镁碳砖，可满足还原渣造渣要求。透气塞3为高铝质耐火材料，弥散式透气，位于炉底中心，从中频炉炉底吹入惰性气体，促进钢水净化。
附图2和附图3分别为渣线砖的俯视图和主视图，渣线砖在安装平面上分别加工相互配合的凸块4和凹槽5，安装平面上最好是两个凸块4或两个凹槽5，凸块4和凹槽5配合安装形成的炉衬平面示意图见附图4，凸块4和凹槽5之间的配合即起到定位作用，也起到增加密封作用，防止钢水穿透渣线层造成漏钢。两个安装平面夹角为15°，夹角15°保证渣线砖可组合为一个密闭的正圆。渣线砖两个圆弧半径之差值为炉衬厚度，外圆弧与炉衬本体1的外圆尺寸一致，内圆弧与炉衬本体1的内圆尺寸一致。在与上下炉衬本体接触的平面上，均匀遍布有凸尖6，凸尖6可增加与上下炉衬本体的结合力。
附图5、附图6和附图7分别为为渣线砖的不同结构形式，与附图2的区别在于，凸块4和凹槽5的形状、位置、数量有所区别。类似可相互配合的凸块4和凹槽5的形状不一一列举。
使用本发明中频炉炉衬冶炼钢水，可进行氧化脱磷，造还原渣脱氧、脱硫，合金化，还可以从炉底吹入惰性气体进行钢水净化。由于镁碳砖不耐受氧化渣，钢水的氧化脱磷最好在钢包中进行，扒渣后，将脱磷钢水倒入中频炉内，造还原渣，进行合金化和底吹氩净化钢水。具体冶炼步骤包括：1）氧化期。金属原料熔化，钢水出钢到钢包内，加入石灰等造渣辅料，钢管吹氧脱磷。扒掉钢包内的氧化渣，脱氧后的钢水倒入中频炉；2）还原期。熔化完的钢水在造还原渣前，其液面不得低于渣线层的最底线。加入石灰等造渣辅料熔化，同时加入脱氧剂造还原渣，还原渣厚度不低于50mm，渣层厚度在渣线砖高度范围内；3）合金化净化期。还原渣状态下取样分析，加入合金料合金化，炉底吹氩净化钢水，搅动的钢水不得露出还原渣层。在钢水搅动过程中，钢水中的夹杂随着钢水搅动上浮，与还原渣在钢渣界面反应，实现脱氧脱硫，其他夹杂与还原渣粘接，从钢水中分离，达到去除钢水中氧化物、硫化物及其它夹杂的目的。同时，吹入钢水中的氩气，可吸附钢水中的氮氢氧气体，将这些气体带出钢水，实现降低钢水中气体含量的作用。待钢水成分调整合格后，升温准备出钢；4）出钢时钢渣混出，增加钢渣反应界面，进一步去除夹杂。扒掉钢包中的还原渣，加入保护渣，熔化后吊至浇注工位。
如果钢水熔炼不需要氧化期，在上述冶炼步骤中，可去除钢包内吹氧氧化期，钢水熔化完成后，直接造还原渣，进行钢水净化处理。
该炉衬与钢包一起，尤其是镁碳渣线砖的使用，改变了中频炉不能炼钢的传统看法，实现了中频炉冶炼，有氧化期脱磷、还原期脱氧脱硫、出钢前吹氩气精炼等过程，使得中频炉能够冶炼和净化钢水，为铸造行业生产优质铸件提供了冶炼条件。
本中频炉炉衬的使用，不仅满足造还原渣的要求，大大降低了钢水中的夹杂含量，达到净化钢水的目的，而且合金化时还可提高合金元素的收得率。下表1为熔炼不锈钢等高合金钢时，各合金元素合金化收得率，可见Ti、Al元素收得率明显提升，比常规30%左右的收得率提高2倍以上。Cr、Mo合金元素收得率为100%，高于常规90-96%的收得率。
表1 合金元素收得率
| 元素 | Cr | Ni | Mo | Cu | Nb | Ti | W | V | Al |
| 收得率 | 100% | 100% | 100% | 100% | 100% | 60-85% | 100% | 100% | 60-85% |
本中频炉炉衬的使用，净化钢水后的气体含量和硫磷含量达到精炼水平。表2为熔炼低合金钢时，钢水的气体含量及硫磷含量，可见，已经与炼钢精炼水平相当，其冶炼质量已经达到精炼水平。
表2 有害元素含量
| 元素 | N/ppm | H/ppm | O/ppm | P/% | S/% |
| 含量 | 80-180 | 1.2-2.2 | 30-110 | 0.015-0.025 | 0.004-0.009 |
Claims (2)
1.一种中频炉炉衬，其特征在于：由镁铝尖晶石炉衬本体（1）、渣线层（2）和高铝质透气塞（3）组成；所述透气塞（3）弥散式透气，位于炉底中心；所述渣线层位于炉衬本体（1）的上部，采用专用渣线砖砌筑，所述渣线砖为镁碳砖，高度大于精炼渣层厚度；所述渣线砖在安装平面上加工相互配合的凸块（4）和凹槽（5），两个安装平面夹角为15°；所述渣线砖的两个圆弧表面半径之差值为炉衬厚度，其外圆弧与炉衬本体（1）的外圆一致，内圆弧与炉衬本体（1）的内圆一致；所述渣线砖与炉衬本体（1）接触的上下表面均匀遍布有凸尖（6）。
2.根据权利要求1所述的一种中频炉炉衬，其特征在于：所述安装平面上的凸块（4）或凹槽（5）数量为两个。
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