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平炉炼钢用耐火材料的发展概况
平炉 炼钢 用耐火材料的发展 概况 , 平炉是一种设有蓄热室的熔炼反射炉。它是由 F. 马丁和 P. 马丁两人研制成功的 , 并在 1865 年试用于炼钢生产 , 故平炉也称为马丁炉。
平炉炼钢法在本世纪初已经雄居于其它炼钢法之上 , 发展十分迅速。在 1950 年前后 , 全世界平炉钢产量约占总产钢量的 80% , 1955 年美国平炉钢产量占总产钢量的 90 . 3% , 即平炉发展到了项峰。从五十年代初期氧气转炉炼钢法问世以来 , 显示了无比的优越性 , 产量不断增加 , 致使平炉钢比例逐年下降 , 并有被淘汰的可能 , 如下表 所示。从表中看出 , 日本已结束了平炉炼钢的历史 , 最后 · 座平炉是 1977 年底熄火的 ; 法国平炉钢比例也很小 , 1880 年仪占总产钢量的 0.9% 。
应当指出 , 平炉钢在世界钢产量中还占有着一定的比例 , 1978 年约占 25% , 目前仍然占 20% 左右。平炉钢生产较多的国家现在有苏联、中国、美国、波兰、西班牙、加拿大和印度等 , 这些国家在大力发展氧气转炉炼钢的同时 , 对平炉也进行了技术改造 , 主要措施就是采用吹氧技术。
目前 , 平炉吹氧技术比较成熟的有三种方法 : 1 ) 从炉顶插入氧枪向熔池吹氧 , 称为氧气顶吹平炉 ; 2 ) 从炉底或后墙插入氧枪向熔池吹氧 , 叫作深埋吹氧法 ( 即科夫法 ) 或氧气底吹平炉 ; 3 ) 适用于吹氧而改造炉型 , 即发展双床平炉。
苏联 1980 年平炉钢产量约为 9000 万吨 , 居世界首位。平炉的最大容量为 900 吨 , 共有 6 座。双床平炉有 13 座。全国平炉的平均容量为 225 吨 , 生产过程中普遍采用吹氧技术 , 不断强化冶炼操作。 1966 年平炉用氧量为 24.4 米 31 吨钢 , 1973 年的为 50.2 米 3/ 吨钢 , 最近达到 70 米 3/ 吨钢左右。
一般来说 , 平炉采取 吹氧 措施后 , 产量成倍增加 , 燃料消耗显著降低。但是 , 吹氧初期 , 由于炉内熔尘数量急剧增大 , 熔渣和金属的飞溅严重 , 炉膛温度升高 , 炉衬的使用条件恶化 , 特别是炉顶损毁加剧 , 寿命缩短。例如 , 苏联扎波罗什钢铁厂 250 吨平炉 , 氧气用量为 1800 米 3 / 时以下时 , 炉顶寿命为 386 炉次。氧气用量增加到 3900 米 3 / 时后 , 炉顶寿命下降至 223 炉次 ; 英国 360 吨平炉 , 华气用量为 10.2 米 3 / 吨钢时 , 炉顶寿命为 817 炉次 , 当氧气用量增加到 20.5 米 3 / 吨钢时 , 炉顶寿命下降到 148 炉次。 为了适应于平炉吹氧强化冶炼的需要 , 必须改造炉体结构 , 提高耐火材料质量。
炉体结构的改造措施是多方面的。例如 , 美国琼斯 · 劳林钢铁公司的 350 吨平炉 , 将炉顶高度从 2.92 米抬高到 3 . 455 米时 , 其寿命由 242 炉次相应的提高到 545 炉次。当然 , 平炉下部结构也必需随之而改变 , 即改 三 上升道为单上升道、扩大沉渣室和增大蓄热室格子砖的格孔等 ; 再如 , 我国鞍钢氧气顶吹平炉炉顶寿命约 为 600 炉 次 , 比普通运炉表命提高近 70% 。下 表 为苏联玛格尼托哥尔斯克钢铁公司双床平炉的生产技术指标。从表中看出 , 双床平炉的生产技术指标是比较先进的 , 冶炼时间短 , 小时产钢量 高 。当用氧 量 为 70~77 米 3 / 吨钢时 , 炉顶寿命可达到 1000 炉次左右。
平炉炼钢用耐火材料 , 在发展初期主要用硅砖砌筑炉体 , 称为酸性平炉 , 其炉顶寿命平均为 200 炉次左右 ; 后来均改用镁砖砌筑熔池和前后墙 , 炉顶则用镁砖、镁铬砖或镁铝砖等 , 这种平炉叫作碱性平炉 , 其使用寿命一般为 400~500 炉次。吹氧以来 , 炉顶采用直接结合高纯镁铬砖作衬体 , 使用寿命较高 , 美国一般为 600~800 炉次 , 加拿大的为 1000 炉次以上。 为了节约能源 , 国外制选了化学结合不烧碱性砖 , 目前仅限于在炉墙上使用。
另外 , 改变供氧方式或采用科夫法吹氧 , 也能提高平炉的使用寿命。所谓科夫法吹氧就是将氧气喷嘴埋设在熔池面以下 300 毫米处的后墙上 , 嘴端与墙平齐。吹氧时 , 钢液直接受到搅动 , 加快了冶金反应 , 可缩短熔炼时间。同时 , 废气含尘量少 , 炉顶温度能降低 100℃ 左右。例如 , 加拿大某平炉采用科夫法吹氧 , 其炉顶寿命从 400 炉次左右提高到 700 多炉次。
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