影响转炉使用寿命的因素

zhangcb

转炉做为炼钢反应容器，它的炉壳采用钢板焊接成型，然后由外至内由转炉绝热层、永久层和工作层组成。我国转炉用耐火材料较普遍采用的是碳含量14~18%的镁碳砖，而欧洲国家则普遍选用碳含量10%~15%的镁碳砖。

转炉炉衬耐火材料是影响转炉使用寿命的重要因素，另外的还有操作条件、生产工艺、维护措施这些都是影响转炉寿命的因素。我们今天就针对这些因素做一个详细的说明。


影响转炉使用寿命的因素有：

(1) 渣的组成。渣中氧化铁每增加1%，炉衬的使用寿命降低18~20次;渣中的MgO含量越高，对炉衬的侵蚀越低;渣中碱度越大，对炉衬的侵蚀也就越低。目前一般转炉渣的氧化铁含量多在18% ~ 24%。

(2) 出钢温度。出钢温度越高，使用寿命越短。一般在1600℃以上，每增加50℃，转炉使用寿命降低10%。我国转炉的炼钢温度以前多在1650℃以上，特别是小型转炉的炼钢温度经常在1680℃以上，目前炼钢温度多在1650℃以下，所以应适当地控制转炉的出钢温度。

(3) 冶炼时间。冶炼时间长，即吹炼时间长，会加速炉衬的侵蚀，使用寿命与冶炼时间成反比。不过转炉一般冶炼时间为20〜30min，所以冶炼时间对各转炉炉衬寿命影响的差别不是很大。

(4) 间歇操作。当转炉停下来时，温度降下来，开炉使用时，转炉内衬温度又迅速升高，这将在炉衬材料内部产生强烈的热震，往往导致热应力，造成侵蚀加快和裂纹甚至结构剥落，从而使炉衬使用寿命显著下降。

(5) 转炉加铁水和炉料时，炉子倾动和撞击或冲刷，这都将造成炉衬的不连续损坏，因此必须对炉衬材料进行适时修补，否则就会大大降低转炉的使用寿命。

(6) 转炉炉衬耐火材料的质量。在没有开发镁炭砖以前，转炉炉衬主要用烧成或焦油沥青结合的镁砖和镁白云石砖，转炉寿命最初为200~300炉次(小转炉)。自从镁炭砖成功应用到转炉炉衬以来，镁炭砖在转炉上的应用比例越来越高，在不溅渣和修补的情况下，—次性使用寿命达到了2000余炉次。而经过喷补但不溅渣的情况下，转炉炉龄达到了 6000余炉次。在我国大炉子一般选用更优质的炉衬耐火材料，并且炉衬远离中心的氧枪，因此大炉子的使用条件更好一些，使用寿命长，耐火材料单耗也低。

(7) 炉子大小。转炉炉衬用耐火材料基本上都已经标准化。它的使用寿命取决于维护和产品的质量。有人指出：耐火材料的单耗(R)与炉子容量(V)和使用寿命(L)的关系用下式表示：


即耐火材料的单耗与炉子容积的三次平方根成反比，即炉子越大，耐火材料的单耗就越低。如30t转炉吨钢耐火材料单耗为3kg，那么，300t转炉吨钢耐火材料单耗应该为0.39kg，所以大型转炉的耐火材料消耗要比小型转炉耐火材料的消耗要少。

(8) 炉衬结构。由于转炉各部位受到的损毁条件不同，因此在砌筑转炉炉衬时应充分考虑炉衬各部分的侵蚀情况，采用综合砌筑法进行砌筑。

(9) 炉子维护。保证高炉炉衬寿命的另一个重要方法是维护。良好的炉衬维护可以使炉衬使用寿命提高数倍，甚至达到半永久性的炉衬，因此，对炉衬的维护是极其重要的。目前转炉修补维护的措施有：1)对于前后大面，用热自流修补料定期进行修补。对于耳轴和其他部位进行喷补。2)溅渣护炉。3)对于出钢口和透气砖一般采用快速更换的方式进行，它的使用寿命也与转炉炉衬同步。

(10)冶炼钢种的影响。一般转炉冶炼碳钢，冶炼温度较低，渣的成分也比较恒定。 目此，使用寿命较高或耐火材料单耗较低;而如果又有脱磷等，则使用寿命就下降很多或耐火材料单耗就高很多，因此冶炼钢种或冶炼工艺对转炉炉衬的使用寿命影响很大。

(11)转炉复吹的影响。近年来，转炉冶炼技术也得到了很大的发展，特别是转炉复吹工艺技术的发展，即在转炉炉底安置供气砖，通过供气砖向炉内吹氮气、二氧化碳、氩气或 氧气，强化了熔池搅拌，改进了冶炼反应，这样缩短了炼钢时间，提高了钢水质量和降低了炼钢成本。但是复吹也加速了对炉衬耐火材料的侵蚀，导致了耐火材料单耗的增加。

总之，无论冶炼什么钢种，冶炼条件有多么苛刻，只要通过采用良好的耐火材料和修补维护，特别是修补维护，转炉炉衬就可以变成半永久性炉衬。从这里也可以看出转炉修补维护的重要性。