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1、第 1章 鐵 水 包 鐵 水 包 是 用 來 盛 放 鐵 水 的 容 器 ， 用 于 連 接 高 爐 和 轉(zhuǎn) 爐 。2. 鐵 水 包 的 用 途 和 形 狀 鐵 水 包 由 金 屬 殼 、 內(nèi) 襯 耐 火 材 料 、 包 嘴 等 部 分 組 成 。 3. 鐵 水 包 結(jié) 構(gòu) 組 成鐵 水 包 由 金 屬 殼 、 內(nèi) 襯 耐 火 材 料 、 包 嘴 等 部 分 組 成 。 鐵 水 包 的 金 屬 殼 一 般 由 鍋 爐 鋼 板 焊 接 而 成 ， 包 壁 和包 底 鋼 板 厚 度 分 別 為 30 40mm和 40 80mm之 間 ， 為 了保 證 烘 烤 時 水 分 順 利 排 出 ， 在 鐵

2、 水 包 金 屬 殼 壁 、 底 上 鉆 有一 定 數(shù) 量 的 直 徑 為 8 10mm的 小 孔 。 鋼 包 金 屬 殼 包 底 安有 支 座 。 鐵 水 包 金 屬 殼 腰 部 焊 有 加 強 箍 和 加 強 筋 ， 耳 軸 對稱 地 安 裝 在 加 強 箍 上 。2.1 鐵 水 包 殼 及 參 數(shù) 鐵 水 包 內(nèi) 襯 耐 火 材 料 的 三 層 ： 保 溫 層 、 永 久 層 和 工 作 層 。 保 溫 層 的 作 用 ：l 1、 防 止 鐵 包 外 殼 變 形 。l 2、 防 止 出 現(xiàn) 鐵 水 溫 降 大 ， 減 少 包 壁 向 外 界 熱 傳 導(dǎo) 的 熱 量 。 永 久 層 的 作

3、 用 ： 永 久 層 的 作 用 是 當(dāng) 工 作 層 耐 火 材 料 局 部 侵 蝕 掉 或 侵 蝕 到 很 薄時 ， 防 止 漏 穿 的 鐵 水 燒 壞 金 屬 殼 ， 提 高 鐵 水 包 金 屬 殼 體 的 使 用壽 命 ， 最 大 限 度 的 使 用 工 作 層 內(nèi) 襯 提 高 鐵 水 包 的 使 用 壽 命 ， 提高 使 用 的 安 全 性 ， 降 低 耐 火 材 料 消 耗 。 工 作 層 ： 工 作 層 耐 火 材 料 直 接 接 觸 鐵 水 與 鐵 渣 ， 承 受 著 鐵 水 與 鐵 渣的 機 械 沖 刷 及 高 溫 化 學(xué) 侵 蝕 。 工 作 層 在 鐵 水 包 內(nèi) 襯 中 是

4、 最 主 要的 一 層 ， 鐵 水 包 的 壽 命 高 低 取 決 于 工 作 層 耐 火 材 料 的 材 質(zhì) 、 砌筑 水 平 以 及 鐵 水 與 鐵 渣 對 此 層 機 械 沖 刷 、 化 學(xué) 侵 蝕 的 程 度 。 因此 對 工 作 層 的 材 質(zhì) 選 擇 和 砌 筑 必 須 給 以 重 視 。2.2 內(nèi) 襯 耐 火 材 料 組 成 及 作 用 l 大 修 ： 為 更 換 全 部 包 底 、 包 壁 工 作 層 襯 磚 、 永 久 層 襯 磚 、 包 嘴澆 注 料 及 襯 磚 ， 并 檢 修 鐵 水 包 包 殼 等 重 要 結(jié) 構(gòu) 件 ；l 中 修 ： 為 更 換 全 部 包 底 、 包

5、 壁 工 作 層 襯 磚 、 包 嘴 澆 注 料 及 襯 磚并 檢 修 鐵 水 包 包 殼 結(jié) 構(gòu) 件 。l 小 修 ： 為 局 部 修 補 包 底 、 更 換 包 嘴 澆 注 料 及 襯 磚 。3. 鐵 水 包 的 定 修 模 式 目 前 ， 鐵 水 包 的 功 能 主 要 體 現(xiàn) 在 鐵 水 的 脫 硫 上 ， 下 圖 為 常見 的 兩 種 脫 硫 方 式 ： 4.鐵 水 包 的 脫 硫 功 能 脫 硫 搶 脫 硫 KR法 脫 硫 第 2章 鋼 包 2.1 煉 鋼 工 藝 流 程 中 鋼 包 的 位 置 ： 圖 2.1 煉 鋼 工 藝 流 程 中 鋼 包 的 位 置 鋼 包 又 稱 為 盛

6、 鋼 桶 、 鋼 水 罐 、大 包 等 。 它 是 連 接 轉(zhuǎn) 爐 和 連 鑄 ，盛 接 鋼 液 并 進 行 鋼 液 爐 外 精 煉 、澆 注 的 大 型 工 具 。 在 鋼 包 內(nèi) 對 鋼 液 進 行 最 終 脫氧 和 合 金 化 操 作 ， 可 以 調(diào) 整 鋼 液溫 度 、 均 勻 成 分 ， 促 使 鋼 液 中 夾雜 物 上 浮 。 由 于 爐 外 精 煉 技 術(shù) 的發(fā) 展 ， 在 鋼 包 內(nèi) 進 行 真 空 處 理 、吹 氬 、 噴 粉 、 加 熱 、 成 分 微 調(diào) 等新 工 藝 ， 對 提 高 鋼 的 質(zhì) 量 ， 鋼 包的 作 用 就 更 為 顯 著 。 圖 2.2 鋼 包 的 形

7、 狀 2.3 鋼 包 結(jié) 構(gòu) 組 成 鋼 包 的 主 要 組 成 ： 金 屬 外 殼 鋼 包 內(nèi) 襯 耐 火 材 料 保 溫 層 永 久 層 工 作 層 滑 動 機 構(gòu) 透 氣 磚 2.3 鋼 包 主 要 組 成 示 意 圖 2.3.1 鋼 包 金 屬 殼 鋼 包 的 金 屬 殼 一 般 由 鍋 爐 鋼 板 焊 接 而 成 ， 為 了 保 證烘 烤 時 水 分 順 利 排 出 ， 在 鋼 包 金 屬 殼 壁 、 底 上 鉆 有 一定 數(shù) 量 的 直 徑 為 8 10mm的 小 孔 。 鋼 包 金 屬 殼 包 底 安有 支 座 。 鋼 包 金 屬 殼 腰 部 焊 有 加 強 箍 和 加 強 筋

8、， 耳 軸對 稱 地 安 裝 在 加 強 箍 上 。 （ 1） （ 2） （ 3） （ 4）2.3.2 內(nèi) 襯 耐 火 材 料 組 成 及 作 用鋼 包 內(nèi) 襯 耐 火 材 料 的 砌 筑 一 般 分 為 三 層 ： 保 溫 層 、 永 久 層 和 工 作 層 。 保 溫 層 ： 包 溫 層 緊 貼 殼 體 鋼 板 ， 其 作 用 是 保 溫 及 防 止 鋼 包 外 殼 變 形 。 為 了減 少 鋼 水 熱 損 失 ， 降 低 出 鋼 溫 度 ， 防 止 出 現(xiàn) 鋼 水 溫 降 大 ， 就 必 須 減 少包 壁 向 外 界 熱 傳 導(dǎo) 的 熱 量 。 為 降 低 包 壁 內(nèi) 襯 的 熱 傳 導(dǎo)

9、 率 ， 通 常 在 鋼 包永 久 層 與 包 殼 體 間 鋪 砌 保 溫 層 。 永 久 層 ： 永 久 層 的 作 用 是 當(dāng) 工 作 層 耐 火 材 料 局 部 侵 蝕 掉 或 侵 蝕 到 很 薄 時 ，防 止 漏 穿 的 鋼 水 燒 壞 金 屬 殼 ， 提 高 鋼 包 金 屬 殼 體 的 使 用 壽 命 ,最 大 限 度的 使 用 工 作 層 內(nèi) 襯 提 高 鋼 包 的 使 用 壽 命 ,提 高 使 用 的 安 全 性 ,降 低 耐 火材 料 消 耗 。 工 作 層 ： 工 作 層 耐 火 材 料 直 接 接 觸 鋼 水 與 鋼 渣 ， 承 受 著 鋼 水 與 鋼 渣 的 機 械沖 刷

10、 及 高 溫 化 學(xué) 侵 蝕 。 工 作 層 在 鋼 包 內(nèi) 襯 中 是 最 主 要 的 一 層 ， 鋼 包 的壽 命 高 低 取 決 于 工 作 層 耐 火 材 料 的 材 質(zhì) 、 砌 筑 水 平 以 及 鋼 水 與 鋼 渣 對此 層 機 械 沖 刷 、 化 學(xué) 侵 蝕 的 程 度 。 因 此 對 工 作 層 的 材 質(zhì) 選 擇 和 砌 筑 必須 給 以 重 視 。 2.3.3 滑 動 水 口 機 構(gòu) 鋼 包 通 過 滑 動 水 口 開 啟 、 關(guān) 閉動 作 來 調(diào) 節(jié) 鋼 液 注 流 。 滑 動 水 口 由上 水 口 磚 、 上 滑 板 磚 、 下 滑 板 磚 、下 水 口 磚 、 接 縫

11、 泥 料 組 成 。 上 滑 板磚 固 定 在 機 構(gòu) 的 固 定 框 內(nèi) 。 下 滑 板磚 和 下 水 口 磚 安 裝 在 滑 動 框 內(nèi) ， 可以 前 后 移 動 ， 滑 動 框 帶 動 下 滑 板 磚 、下 水 口 磚 移 動 調(diào) 節(jié) 上 下 注 孔 間 的 重合 程 度 控 制 流 注 大 小 ， 上 、 下 滑 板內(nèi) 孔 重 合 時 水 口 開 度 最 大 ， 不 重 合時 水 口 關(guān) 閉 。 下 滑 板 磚 與 上 滑 板 磚靠 機 構(gòu) 的 彈 簧 壓 緊 ， 使 移 動 過 程 中 滑 板 間 不 產(chǎn) 生 間 隙 ， 以 防 止 發(fā) 生 滑板 漏 鋼 。 滑 動 框 借 助 于

12、驅(qū) 動 裝 置 來移 動 。 2.3.4 底 吹 透 氣 磚鋼 包 底 吹 氬 是 爐 外 精 煉 工 藝 的 關(guān)鍵 ， 底 吹 透 氣 磚 是 這 一 工 藝 最 為關(guān) 鍵 的 功 能 元 件 。主 要 作 用 ： 通 過 向 鋼 水 中 供 氬 氣以 便 靠 氣 體 攪 拌 鋼 水 ， 使 鋼 水 溫度 均 勻 ， 成 分 均 勻 ， 排 除 鋼 中 非金 屬 夾 雜 物 。 圖 2.4 底 吹 透 氣 磚 2.4 鋼 包 的 定 修 模 式 小 修 ： 只 對 包 襯 耐 材 進 行 局 部 挖 補 及 包 底 進 行 更 換的 鋼 包 。 中 修 ： 指 更 換 包 襯 全 部 工 作

13、 襯 的 鋼 包 。 大 修 ： 更 換 包 襯 所 有 耐 材 的 鋼 包 。 2.5 爐 外 精 煉 的 種 類 爐 外 精 煉 是 將 轉(zhuǎn) 爐 、 電 爐 煉 出 的 成 品 或 半 成 品鋼 液 ， 在 專 門 設(shè) 備 中 （ 主 要 是 鋼 包 ） 進 行 真 空 脫氣 吹 氬 、 吹 氧 、 合 金 化 等 精 煉 處 理 ， 以 獲 得 高 質(zhì)量 鋼 液 的 煉 鋼 方 法 。 爐 外 精 煉 的 方 法 很 多 ， 下 面 我 們 著 重 介 紹 一下 LF法 、 RH法 ， VOD法 、 CAS法 和 AOD法 這 幾種 比 較 常 見 的 爐 外 精 煉 方 式 。 2.5

14、.1 LF法 圖 2.5 LF爐 精 煉 原 理 示 意 圖 LF法 是 1971年 日 本 特 殊 鋼公 司 （ 大 同 鋼 特 殊 鋼 公 司 ） 開發(fā) 的 鋼 包 爐 精 煉 法 。 其 設(shè) 備 和工 藝 由 氬 氣 攪 拌 、 埋 弧 加 熱 和合 金 加 料 系 統(tǒng) 組 合 而 成 。 工 藝 的 優(yōu) 點 是 ： 能 精 確 地 控制 鋼 水 化 學(xué) 成 分 和 溫 度 ； 降 低夾 雜 物 含 量 ； 合 金 元 素 收 得 率高 。 LF爐 已 成 為 煉 鋼 爐 與 連 鑄 機之 間 不 可 缺 少 的 一 種 爐 外 精 煉設(shè) 備 ， 幾 乎 所 有 的 鋼 廠 都 配 有L

15、F， 在 爐 外 精 煉 中 占 主 導(dǎo) 地 位 。 2.4.1 LF法 LF精 煉 照 片 2.5.1 LF精 煉 耐 火 材 料LF精 煉 耐 火 材 料 ：1 預(yù) 制 件 LF爐 蓋2 鋼 包 內(nèi) 襯 耐 火 材 料l 保 溫 層 ： 耐 火 纖 維 隔 熱 板 納 米 硬 質(zhì) 隔 熱 板 等l 永 久 層 ： 鋁 鎂 澆 注 料 高 鋁 澆 注 料l 工 作 層 ： 渣 線 ： 鎂 碳 磚 低 碳 鎂 碳 磚 包 壁 ： 鎂 鋁 碳 磚 鎂 碳 磚 鋁 鎂 碳 磚 無 碳 剛 玉 尖 晶 石 磚 低 碳 剛 玉 尖 晶 石 磚 包 底 ： 鋁 鎂 尖 晶 石 碳 磚 鋁 鎂 碳 磚 鎂

16、 碳 磚 無 碳 剛 玉 尖 晶 石 磚 注 ： 整 體 澆 注 鋼 包 采 用 剛 玉 尖 晶 石 澆 注 料 2.4.2 RH法 RH法 指 的 是 真 空 循 環(huán) 脫 氣法 ， 其 主 要 原 理 是 兩 管 浸 入 鋼 包 ，抽 真 空 ， 鋼 液 上 升 ， 向 上 升 管 中吹 氬 氣 ， 上 升 管 中 的 鋼 液 由 于 含有 氣 泡 ， 密 度 減 小 ， 繼 續(xù) 上 升 。真 空 室 液 面 提 高 下 降 管 壓 力 增 大鋼 液 沿 下 降 管 下 降 ， 不 斷 循 環(huán) 。鋼 液 進 入 真 空 室 時 ， 流 速 很 高 ，氬 氣 泡 在 真 空 室 內(nèi) 突 然 膨

17、 脹 ， 噴濺 成 極 細 小 的 液 滴 ， 接 觸 真 空 面積 大 大 增 加 ， 達 到 充 分 脫 氣 的 目的 。 適 用 鋼 種 特 別 對 含 H量 要 求嚴 格 的 鋼 種 ， 主 要 是 低 碳 深 沖 鋼及 軸 承 鋼 和 重 軌 鋼 等 。 圖 2.6 RH精 煉 示 意 圖 2.4.2 RH法 RH爐 照 片 2.4.2 RH精 煉 耐 火 材 料RH精 煉 耐 火 材 料 ：1 RH爐 耐 火 材 料 ， 見 下 頁 圖2 鋼 包 內(nèi) 襯 耐 火 材 料l 保 溫 層 ： 耐 火 纖 維 隔 熱 板 納 米 硬 質(zhì) 隔 熱 板 等l 永 久 層 ： 鋁 鎂 澆 注

18、料l 工 作 層 ： 渣 線 ： 鎂 碳 磚 低 碳 鎂 碳 磚 包 壁 ： 鎂 鋁 碳 磚 鎂 碳 磚 鋁 鎂 碳 磚 無 碳 剛 玉 尖 晶 石 磚 低 碳 剛 玉 尖 晶 石 磚 包 底 ： 鋁 鎂 尖 晶 石 碳 磚 鋁 鎂 碳 磚 鎂 碳 磚 無 碳 剛 玉 尖 晶 石 磚 注 ： 整 體 澆 注 鋼 包 采 用 剛 玉 尖 晶 石 澆 注 料 2.4.2 RH爐 耐 火 材 料 2.4.3 VOD法 VOD法 是 “ 真 空 吹 氧 脫 碳 ”的 縮 寫 ， 該 法 是 在 真 空 減 壓 條 件下 ， 頂 吹 氧 氣 脫 碳 ， 并 通 過 包 底吹 氬 促 進 鋼 水 的 循

19、環(huán) 運 動 。 在 真空 條 件 下 很 容 易 將 鋼 液 中 的 碳 和氫 去 除 到 很 低 。 該 精 煉 方 法 主 要用 于 超 純 、 超 低 碳 不 銹 鋼 和 合 金的 二 次 精 煉 。 圖 2.7 VOD精 煉 示 意 圖 2.4.3 VOD精 煉 耐 火 材 料 VOD爐 用 耐 火 材 料 的 使 用 條 件 十 分 惡 劣 ， 需 要采 用 優(yōu) 質(zhì) 高 效 耐 火 材 料 砌 筑 內(nèi) 襯 。 由 于 各 鋼 廠 的 冶煉 鋼 種 和 操 作 條 件 不 同 ， VOD爐 所 用 耐 火 材 料 的 材質(zhì) 和 品 種 有 很 大 的 差 別 ， 主 要 類 型 以 優(yōu)

20、 質(zhì) 鎂 鉻 磚 為主 要 耐 火 材 料 的 爐 襯 和 以 優(yōu) 質(zhì) 白 云 石 磚 為 主 要 耐 火材 料 的 爐 襯 。 例 如 ： 撫 鋼 30t VOD爐 ， 渣 線 部 位 使 用 優(yōu) 質(zhì) 鎂 鉻 磚 ， 其余 部 分 使 用 高 鋁 磚 。 上 鋼 三 廠 30t VOD爐 ， 用 白 云 石 磚 砌 筑 包 底 、 渣線 ， 其 余 部 分 使 用 高 鋁 磚 。 2.4.4 CAS法 CAS法 是 在 氬 氣密 封 下 進 行 合 金 成 分微 調(diào) 的 爐 外 精 煉 方 法 。該 法 由 鋼 包 底 部 吹 氬 ，將 渣 排 開 后 ， 下 降 浸漬 罩 ， 繼 續(xù) 吹

21、氬 ， 然后 加 合 金 微 調(diào) 成 分 。其 優(yōu) 點 是 可 精 確 控 制成 分 ， 且 合 金 收 得 率高 。 圖 2.8 CAS精 煉 示 意 圖 2.4.4 CAS法 圖 2.9 CAS罩 照 片 2.4.4 CAS精 煉 耐 火 材 料CAS精 煉 耐 火 材 料 ：1 預(yù) 制 件 CAS罩2 鋼 包 內(nèi) 襯 耐 火 材 料l 保 溫 層 ： 耐 火 纖 維 隔 熱 板 納 米 硬 質(zhì) 隔 熱 板 等l 永 久 層 ： 鋁 鎂 澆 注 料l 工 作 層 ： 渣 線 ： 鎂 碳 磚 低 碳 鎂 碳 磚 包 壁 ： 鎂 鋁 碳 磚 鎂 碳 磚 鋁 鎂 碳 磚 無 碳 剛 玉 尖 晶

22、石 磚 低 碳 剛 玉 尖 晶 石 磚 包 底 ： 鋁 鎂 尖 晶 石 碳 磚 鋁 鎂 碳 磚 鎂 碳 磚 無 碳 剛 玉 尖 晶 石 磚 注 ： 整 體 澆 注 鋼 包 采 用 剛 玉 尖 晶 石 澆 注 料 2.4.5 AOD法 AOD爐 與 氧 氣側(cè) 吹 轉(zhuǎn) 爐 十 分 相 似 ，利 用 氬 氧 槍 從 側(cè) 面吹 入 氬 氧 混 合 比 例可 調(diào) 整 的 混 合 氣 體 。 AOD法 主 要 冶 煉 超低 碳 不 銹 鋼 。 圖 2.10 AOD法 精 煉 原 理 示 意 圖 2.4.5 AOD精 煉 耐 火 材 料 圖 2.11 AOD爐 襯 耐 火 材 料 AOD爐 所 用 耐 火 材 料 和VOD爐 相 似 ， 主 要 有 兩 種類 型 ： 鎂 鉻 質(zhì) 耐 火 材 料 內(nèi) 襯 和白 云 石 質(zhì) 耐 火 材 料 內(nèi) 襯