Το κύριο μεταλλικό υλικό για την κατασκευή χάλυβα μετατροπέα είναι ο λιωμένος σίδηρος. Η κατανάλωση λιωμένου σιδήρου του μετατροπέα 100 τόνων είναι 970~1000kg/t χάλυβας, αντιπροσωπεύοντας περίπου το 90% της συνολικής φόρτωσης. Το παλιοσίδερο περιλαμβάνει κυρίως χυτοσίδηρο, κεφαλές κοπής ράβδων οπλισμού και κεφαλές και ουρές κοπής μπιγιέτας συνεχούς χύτευσης.
Οι κύριες αιτίες της διάβρωσης της επένδυσης του μετατροπέα είναι:
(1) Κρούση λιωμένου σιδήρου και σκραπ χάλυβα στην επένδυση.
(2) Μηχανική διάβρωση τετηγμένου χάλυβα, σκωρίας και αερίου κλιβάνου στην επένδυση κατά τη διαδικασία τήξης.
(3) Χημική διάβρωση σκωρίας και αερίου κλιβάνου στην επένδυση.
(4) Βλάβη στην επένδυση που προκαλείται από γρήγορη ψύξη και θέρμανση.
(5) Διάβρωση της επένδυσης από πίδακα οξυγόνου. Η χωρητικότητα ενός μετατροπέα 100t είναι 92-95t, ο ρυθμός ροής οξυγόνου από πάνω είναι 18000~19500 m3/h και αφού ολοκληρωθεί ο πρώτος φούρνος εμφύσησης χάλυβα και ο τετηγμένος χάλυβας αποφορτιστεί , αξιολογείται το βάθος καθαρισμού της επένδυσης του μετατροπέα. Ο οριζόντιος άξονας είναι το ύψος της κεντρικής γραμμής του μετατροπέα που υπολογίζεται από το χαμηλότερο σημείο του κάτω μέρους του μετατροπέα ως 0.
Κάτω από διαφορετικές θέσεις του όπλου, το βάθος καθαρισμού του πυθμένα του κλιβάνου από τον πίδακα οξυγόνου δεν είναι πολύ διαφορετικό. Το τρίψιμο της επένδυσης στη λιωμένη πισίνα είναι το πιο σοβαρό. Καθώς η θέση του πιστολιού αυξάνεται, το βάθος καθαρισμού της επένδυσης στη λιωμένη πισίνα αυξάνεται. Για το τοίχωμα του κλιβάνου πάνω από τη λιωμένη δεξαμενή, ο βαθμός καθαρισμού εξασθενεί σταδιακά με την αύξηση του ύψους της θέσης του πιστολιού.
Η απόδοση τήξης της σκωρίας επηρεάζει τη διαδικασία τήξης και την προστασία από πιτσίλισμα της σκωρίας και στη συνέχεια επηρεάζει τη διάρκεια ζωής της επένδυσης.
1. Η επίδραση του V και του Ti στον λιωμένο σίδηρο
Η μορφή ύπαρξης βαναδίου στη σκωρία χάλυβα που περιέχει βανάδιο προσδιορίζεται με θερμοδυναμικό υπολογισμό ως V2O5 και η μορφή ύπαρξης τιτανίου είναι TiO2. Η επίδραση του V2O5 στη μείωση της θερμοκρασίας τήξης της σκωρίας χάλυβα είναι μεγαλύτερη από αυτή του FeO. Όταν η περιεκτικότητα σε V2O5 είναι χαμηλή, η επίδραση του V2O5 στη θερμοκρασία τήξης της σκωρίας CaO-SiO2 είναι πολύ σημαντική, ειδικά όταν CaO/SiO2 Μεγαλύτερο ή ίσο με 1,5, ο ρυθμός μείωσης είναι ο μεγαλύτερος. Επομένως, η παρουσία του V2O5 στη σκωρία θα έχει δυσμενή επίδραση στην επένδυση του τούβλου άνθρακα μαγνησίας. Το πλάτος αφρισμού του βασικού συστήματος σκωρίας χαλυβουργίας που περιέχει TiO2 είναι το μεγαλύτερο όταν η βασικότητα της σκωρίας είναι 2,1 και το TiO2 είναι 4%~6%. Ο αφρισμός είναι σοβαρός και η αντίδραση στον κλίβανο είναι έντονη, γεγονός που ενισχύει τη διάβρωση του μετάλλου και της σκωρίας στην επένδυση του μετατροπέα.
2. Επίδραση των συστατικών της σκωρίας στη θερμοκρασία τήξης της σκωρίας
TFe σε σκωρία: Η βασικότητα της τελικής σκωρίας του μετατροπέα είναι 3,5~4.0, 6%~10% MgO. Πειραματικές μετρήσεις δείχνουν ότι το TFe στη σκωρία έχει σημαντική επίδραση στη θερμοκρασία τήξης της σκωρίας, όπως φαίνεται στο Σχήμα 2(α). Όταν η περιεκτικότητα σε TFe στη σκωρία αυξάνεται, το σημείο τήξης της σκωρίας μειώνεται. Σύμφωνα με τον εμπειρικό τύπο: Θερμοκρασία τήξης=0.7498×MgO%+4.5017×R-10.5335×TFe+1582, όπου R είναι η βασικότητα της σκωρίας. Όταν η περιεκτικότητα σε TFe φτάσει πάνω από 20%, η θερμοκρασία τήξης κυμαίνεται από 1320 έως 1395 βαθμούς. (2) TiO2: Για κάθε αύξηση 1% στην περιεκτικότητα σε TiO2, η ημισφαιρική θερμοκρασία της τελικής σκωρίας μειώνεται κατά περίπου 5 βαθμούς. Όταν η περιεκτικότητα σε TiO2 είναι 3,5%, η ημισφαιρική θερμοκρασία μειώνεται κατά 17,5 βαθμούς. (3) Al2O3: Ελλείψει Fe2O3, το Al2O3 στη σκωρία δεν θα μειώσει τη θερμοκρασία υγρού της σκωρίας. Η περιεκτικότητα σε Al2O3 στη σκωρία είναι 1,25%, η οποία έχει μικρή επίδραση στη θερμοκρασία τήξης της σκωρίας. (4) MnO: Το MnO έχει μικρότερη επίδραση στη θερμοκρασία τήξης της σκωρίας από το MgO. Μπορεί να αυξήσει ελαφρώς τη θερμοκρασία τήξης της σκωρίας σε βασικότητα 1,5, η οποία δεν είναι μόνο ακίνδυνη αλλά και ευεργετική για την επένδυση του κλιβάνου. (5) MgO: Όπως φαίνεται στο Σχήμα 2(β), η αύξηση της περιεκτικότητας σε MgO μπορεί να αυξήσει σημαντικά την ημισφαιρική θερμοκρασία της σκωρίας.
3. Παράγοντες που επηρεάζουν το ρυθμό τήξης της σκωρίας
(1) Σκωρία χαμηλού TFe. Όταν η τελική σκωρία του μετατροπέα (FeO) είναι 10%~15%, όταν το (TiO2) αυξάνεται από 0.85% σε 2%, 4% και 6%, ο δείκτης ταχύτητας τήξης του η σκωρία αυξάνεται από 1,1 σε 5,1, 8,1 και 8,9 αντίστοιχα, και όταν το Al2O3 αυξάνεται από 1,8% σε 4% και 6%, ο δείκτης ταχύτητας τήξης αυξάνεται από 1,1 σε 5,1 και 4,1 αντίστοιχα, δηλαδή σε σκωρίες χαμηλού TFe, το TiO2 και το Al2O3 αυξάνουν τον ρυθμό τήξης της σκωρίας. (2) Σκωρία υψηλής TFe. Όταν η τελική σκωρία του μετατροπέα (FeO) είναι 20%-25%, όταν το (TiC)2) αυξάνεται από 0,85% σε 2%, 4% και 6%, ο δείκτης ταχύτητας τήξης της σκωρίας αλλάζει από 8 σε 8,1 και 8,7 , αντίστοιχα, χωρίς σημαντική μεταβολή. Όταν το Al2O3 αυξάνεται από 1,8% σε 4% και 6%, ο δείκτης ταχύτητας τήξης αυξάνεται από 8 σε 9 και 9,5, με μικρή αύξηση. Δηλαδή, σε σκωρίες υψηλού TFe, το TiO2 και το Al2O3 δεν επηρεάζουν τον ρυθμό σκλήρυνσης της σκωρίας, επειδή υπό συνθήκες υψηλού TFe, το ιξώδες της σκωρίας είναι χαμηλό, επομένως η επίδραση του TiO2 και του Al2O3 είναι πολύ μικρή.
Μέσα από τη συζήτηση της απόδοσης τήξης σκωρίας, συμπεραίνεται ότι:
(1) Η μείωση της περιεκτικότητας σε TFe στη σκωρία όχι μόνο αυξάνει τη θερμοκρασία τήξης της σκωρίας, αλλά μειώνει επίσης την αρνητική επίδραση του MnO στη σκωρία που προκαλείται από το υψηλό Fe2O3, βελτιώνει την επίδραση πιτσιλίσματος της σκωρίας και επιτυγχάνει τον σκοπό της μεγάλης διάρκειας ζωής του κλιβάνου.
(2) Ελέγξτε το πρώιμο πιτσίλισμα αφρού για να εξασφαλίσετε το αποτέλεσμα αποφωσφοροποίησης και τον όγκο της σκωρίας και να μειώσετε τη διάβρωση της επένδυσης που προκαλείται από το πιτσίλισμα.
(3) Για σκωρίες υψηλής περιεκτικότητας σε TFe με υψηλή περιεκτικότητα σε Al2O3, η διασφάλιση ορισμένης περιεκτικότητας σε MgO και περιεκτικότητας σε SiO2 μπορεί να μειώσει την επίδραση του Al2O3 στη θερμοκρασία του σημείου τήξης της σκωρίας.
(4) Η μείωση της περιεκτικότητας σε FeO - (FeO) στη σκωρία του μετατροπέα θα βελτιώσει την προστασία του κλιβάνου εκτόξευσης σκωρίας.
(5) Οι κύριοι παράγοντες που κάνουν τη σκωρία να γίνει πιο λεπτή κατά τη διαδικασία τήξης μετάλλων βαναδίου-τιτανίου είναι τα V2O5, TiO2 και Al2O3. Το V2O5 σχηματίζει ενώσεις χαμηλού σημείου τήξης με CaO ή MgO για να διαλύσει την επιφάνεια επένδυσης και το TiO2 σχηματίζει ενώσεις χαμηλού σημείου τήξης με FeO και MnO για να διεισδύσει και να αποκολλήσει την επένδυση. Το MnO σχηματίζει ένα στερεό διάλυμα υψηλού σημείου τήξης με CaO ή MgO, το οποίο είναι ευεργετικό για την προστασία της επένδυσης του κλιβάνου. Σε περίπτωση χαμηλής περιεκτικότητας σε Fe2O3, η επένδυση του κλιβάνου Al2O3 είναι αβλαβής.
