一种长寿命的转炉出钢口
阅读说明：本技术 一种长寿命的转炉出钢口 (Long-life converter tapping hole ) 是由 董战春 刘涛 周立平 李涛 王丽丽 于 2020-12-02 设计创作，主要内容包括：本发明属于钢铁冶炼技术领域,具体涉及一种长寿命的转炉出钢口,所述出钢口的套砖为添加有抗氧化剂的MT-18镁碳耐火砖；所述出钢口处的填充料为包括电熔镁砂、SiO-2微粉、Cr-2O-3粉、减水剂PS10和悬浮剂的混合物。针对目前现场使用的出钢口情况和出现的问题,本发明通过对转炉出钢口的材料进行改进,并对出钢口填充物料成分配比方案进行优化,可有效延长转炉出钢口的综合使用寿命,更加方便服务于生产。(The invention belongs to the technical field of steel smelting, and particularly relates to a converter steel-tapping hole with a long service life, wherein a sleeve brick of the steel-tapping hole is an MT-18 magnesia carbon refractory brick added with an antioxidant; the filler at the tap hole comprises fused magnesia and SiO 2 Micro powder, Cr 2 O 3 A mixture of powder, water reducing agent PS10 and a suspending agent. Aiming at the condition and the problems of the steel tapping hole used on site at present, the invention improves the material of the steel tapping hole of the converter and optimizes the component proportioning scheme of the filling material of the steel tapping hole, thereby effectively prolonging the comprehensive service life of the steel tapping hole of the converter and being more convenient for service in production.)
技术领域
本发明属于钢铁冶炼技术领域，具体涉及一种长寿命的转炉出钢口。
背景技术
转炉是目前炼钢的主要设备，出钢口作为钢水由转炉倒入钢包的必经通道，其工作条件相当恶劣，经常受到钢水和炉渣的损蚀、机械冲刷破坏、高温熔渣化学侵蚀等作用。在使用过程中，传统的出钢口会出现内径扩张速率过快的现象，该现象会给转炉生产带来如下问题：1)出钢口管砖在使用过程中孔径不断扩大，钢流同时增大，造成出钢时间缩短，钢厂为了保证正常的冶炼节奏，出钢时间必须控制在一定范围内，超出范围，必须更换出钢口管砖才能达到工艺要求，这就需要增加热修次数，间接降低了生产作业率、增加了转炉冶炼成本；2)出钢口管砖使用至末期时，其尾部扩孔严重会导致出现钢水散流现象，不仅部分钢水被再次氧化、降低收得率，而且会影响钢水的质量，给精炼和连铸工艺增加额外的冶炼成本；3)为了保障正常生产，目前转炉现场一般采用镁质或镁铬质浇注料按时按需进行填充修补，以减缓出钢口的损毁速度，但是修补操作难度大，且修补的过程会影响钢铁的生产。
发明内容
针对现有技术中存在出钢口易损耗，修补操作难度大的问题，本发明提供一种优化的出钢口结构。
所述出钢口的套砖为添加有抗氧剂的MT-18镁碳耐火砖；
所述出钢口处的填充料为电熔镁砂骨料、电熔镁砂细粉、SiO2微粉、Cr2O3粉、减水剂PS10和悬浮剂的混合物。
本发明通过对套砖的优化选择和与套砖相衔接的填充料的匹配选择，二者可有效地提高出钢口的耐磨损性，出钢口材质由MT-14A改进为MT-18A，同时添加抗氧化剂，使出钢口套砖具有更好的耐高温腐蚀性和高温耐压强度，具有更高的抗氧化能力，为延长出钢口寿命创造了基础条件。使用氧化镁含量高、高温热自流性能好、粒度分布细、输送过程中均匀无沉降的专用镁质自流填充料电熔镁砂，在不借助外力的作用下可保证出钢口座砖与套砖间隙能够完整填实、烧结层均匀及高强度，可有效的保障出钢口套砖发挥出改进后的高寿命优势。同时，自流填充选择以电熔镁砂颗粒为骨料，高氧化镁含量的电熔镁砂细粉、Cr203粉、SiO2微粉等为基质，可避免出钢口填充料在出钢过程中对钢水增磷。减水剂PS10的使用，在较大程度上提高溶液中粒子表面增大粒子的排斥力，增加了物料分子的润湿效果，促使物料分散快且均匀，由于凝聚结构游离水的析出，降低了镁硅凝胶的形成，提高了镁质浇注料的高温热流动性。
优选的，所述抗氧化剂为铝粉和硅粉的混合物。采用上述铝粉和硅粉的混合物作为复合抗氧化剂，有助于延长出钢口使用寿命。
优选的，所述铝粉和硅粉的质量比为1:0.1～1:0.5。
优选的，每100份的所述填充料中电熔镁砂骨料55～75份，高氧化镁含量的电熔镁砂细粉20～35份，SiO2微粉4～8份、Cr2O3粉2～4份。
所述减水剂PS10的添加量为电熔镁砂、SiO2的微粉和Cr2O3粉总量的0.2～1％；所述悬浮剂的添加量为电熔镁砂、SiO2的微粉和Cr2O3粉总量的0.3～0.5％。
优选的，所述电熔镁砂的粒度为0.074～8mm，临界粒度最大颗粒可达8mm，可使填充层结构更致密，抗冲刷性能和耐侵蚀性能更好。
优选的，所述电熔镁砂细粉的粒度＜0.074mm，采用上述粒度的细粉，自流性能好，填充层结构更均匀，同时避免出钢口填充料在出钢过程中对钢水增磷。
优选的，所述SiO2微粉的粒度为D50≤2um。
优选的，所述Cr2O3粉的粒度为≤0.044mm。
优选的，所述悬浮剂为羧甲基纤维素、黄糊精、胶粉中的一种或多种。
优选的，所述出钢口的口径大小为控制钢水的出钢时间为3.0～4.0min。上述出钢口的出钢时间比普通的出钢时间短，可减少对出钢品的腐蚀。
优选的，所述出钢口的内径为140～150mm，外径为280～290mm。在上述直径范围内可科普过吗钢水的出钢时间为3.0～4.0min。
作为优选的方案，所述出钢口的套砖为添加有抗氧剂的MT-18镁碳耐火砖；所述抗氧化剂为铝粉和硅粉的混合物；所述述铝粉和硅粉的质量比为1:0.2～1:0.4；
所述出钢口的填充料为包括电熔镁砂骨料、电熔镁砂细粉、SiO2微粉、Cr2O3粉、减水剂PS10和悬浮剂的混合物；每100份的所述填充料中包括电熔镁砂骨料58～62份，电熔镁砂细粉29～33份；SiO2微粉4～8份、Cr2O3粉2～4份；
所述减水剂PS10的添加量为电熔镁砂骨料、电熔镁砂细粉、SiO2的微粉和Cr2O3粉总量的0.2～1％；所述悬浮剂的添加量为电熔镁砂骨料、电熔镁砂细粉、SiO2的微粉和Cr2O3粉总量的0.3～0.5％。
所述出钢口的内径为140～150mm，外径为280～290mm。
本发明具有如下有益效果：
1)本发明通过选择MT-18作为套砖，并选择电熔镁砂、SiO2微粉Cr2O3粉、减水剂PS10和悬浮剂的混合物作为填充料与其配合，可在不借助外力的作用下可保证出钢口座砖与套砖间隙能够完整填实、烧结层均匀及高强度，可有效的保障出钢口套砖发挥出结构及材质改进后的高寿命优势。
2)本发明进一步通过缩短钢水的出钢时间，极大地减轻了高温钢水对出钢口内壁的氧化侵蚀和机械冲刷，有效的延长了整体使用寿命。
3)本发明所述的出钢口与快换碗砖配合使用，可进一步有效的延长出钢口的使用寿命。
附图说明
图1为实施例1所述出钢口的结构示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式对本申请进行说明，但下述实施例不构成对本发明的限制。
实施例1
本实施例涉及一种出钢口(其结构示意图如图1)，所述出钢口为MT-18镁碳耐火砖，所述耐火砖中添加有抗氧化剂，所述抗氧化剂为铝粉和硅粉的复合抗氧化剂，其中铝粉与硅粉的质量比为1:0.35，所述出钢口的内径为150mm，外径为290mm。
本实施例所述出钢口处的填料为60％(w)的电熔镁砂颗粒、31.5％(w)的电熔镁砂细粉、5.5％(w)的SiO2的微粉、3.0％(w)的Cr2O3粉。外加占上述填料0.5％(w)的减水剂PS10和0.4％(w)的悬浮剂。
所述电熔镁砂颗粒的粒度为0.074～8mm，电熔镁砂细粉的粒度＜0.074mm，所述SiO2微粉的粒度为D50≤2um，所述Cr2O3粉的粒度为≤0.044mm。
实施例2
本实施例涉及一种出钢口，所述出钢口为MT-18镁碳耐火砖，所述耐火砖中添加有抗氧化剂，所述抗氧化剂为铝粉和硅粉的复合抗氧化剂，其中铝粉与硅粉的质量比为1:0.35，所述出钢口的内径为150mm，外径为290mm。
本实施例所述出钢口处的填料为60％(w)的电熔镁砂颗粒、33％(w)的电熔镁砂细粉、4.0％(w)的SiO2的微粉、3.0％(w)的Cr2O3粉。外加占上述填料0.5％(w)的减水剂PS10和0.4％(w)的悬浮剂。
所述电熔镁砂颗粒的粒度为0.074～8mm，电熔镁砂细粉的粒度为＜0.074mm，所述SiO2微粉的粒度为D50≤2um，所述Cr2O3粉的粒度为≤0.044mm。
实施例3
本实施例涉及一种钢口，所述出钢口为MT-18镁碳耐火砖，所述耐火砖中添加有抗氧化剂，所述抗氧化剂为铝粉和硅粉的复合抗氧化剂，其中铝粉与硅粉的质量比为1：0.35，所述出钢口的内径为150mm，外径为290mm。
本实例所述出钢口结构，安装附图1一种长寿命快换碗砖出钢口所示的碗砖结构。
本实施例所述出钢口处的填料为60％(w)的电熔镁砂颗粒、29％(w)的电熔镁砂细粉、8.0％(w)的SiO2的微粉、3.0％(w)的Cr2O3粉。外加占上述填料0.5％(w)的减水剂PS10和0.4％(w)的悬浮剂。
所述电电熔镁砂颗粒的粒度为0.074～8mm，电熔镁砂细粉的粒度为＜0.074mm，所述SiO2微粉的粒度为D50≤2um，所述Cr2O3粉的粒度为≤0.044mm。
实验例1
采用上述工艺技术的实施例1，跟踪本公司1－7#出钢口的出钢时间和使用情况，以下表1。
表1
实施效果：
按以上方案实施以后，极大程度上缩短了出钢时间，降低了修补料的消耗，提高了出钢口的使用寿命。
该工艺使用前后相关数据初步统计见表2：
表2
从表2可以看出，通过本工艺的优化使用，提升了出钢口使用寿命，提升幅度为42.64％，单次修补料使用量降低了20.78％。
实验例2
采用上述工艺技术的实施例2，跟踪1#转炉出钢口的出钢时间和出钢口使用情况，如下表3。
采用上述工艺技术的实施例3，安装附图1一种长寿命快换碗砖出钢口，跟踪3#转炉不同阶段的出钢时间和出钢口的使用情况，并追踪钢水回磷情况，如下表3。
表3
实施效果：
实施例2，通过本工艺的优化，在1#炉进行应用实施以后，提升了出钢口使用寿命至657炉。
实施例3，使用附图1一种长寿命快换碗砖的出钢口，并按上述修补工艺技术在3#炉进行应用实施以后，在使用到661炉时更换碗砖时，观察碗砖安装母口单侧台边剩余33mm，仍可继续使用，最终累计使用寿命最高达到818炉后下线，观测碗砖母口配合台面剩余15mm，经计算碗砖母口部位扩孔至240mm，结合最终测量出钢口长度大于1米。实施例3同期统计使用寿命与1#炉使用的实施例2出钢口相比，增加了161炉，提升幅度为24.5％。
由此实例可见，在应用实施本发明的工艺技术后，可有效的大幅延长出钢口寿命至661炉，同时，配合以快换碗砖结构，可延长出钢口综合寿命至818炉。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
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