阅读说明：本技术 一种中频炉炉衬 (Intermediate frequency furnace lining ) 是由 张新宇 李栋 展益彬 刘立国 吴玉同 李慧 于 2019-09-06 设计创作，主要内容包括：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。(The invention discloses a furnace lining of an intermediate frequency furnace. The furnace lining consists of a furnace lining body, a slag line layer and a ventilation plug. The ventilation plug is dispersedly ventilated and is positioned in the center of the furnace bottom. The slag line layer is located on the upper portion of the furnace lining body and built by adopting slag line bricks, the slag line bricks are respectively provided with a convex block and a concave groove which are matched with each other on the installation planes, the included angle between the two installation planes is 15 degrees, the outer circular arc of the slag line bricks is consistent with the outer circular dimension of the furnace lining body, the inner circular arc is consistent with the inner circular dimension of the furnace lining body, and convex points are uniformly distributed on the upper surface and the lower surface of the slag line bricks, which are contacted with the furnace lining body. The furnace lining can realize molten steel purification and provides conditions for producing high-quality castings. The gas content and sulfur and phosphorus content of the molten steel smelted by the furnace lining reach the refining level, and the yield of the alloy elements is greatly increased.)

一种中频炉炉衬

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