用低碳镁碳砖钢包冶炼低碳不锈钢生产实践

马 平 王 涛 谢云飞 邓琴

(中国第二重型机械集团公司大型铸锻件研究所，四川618013)

用低碳镁碳砖钢包冶炼低碳不锈钢生产实践

马 平 王 涛 谢云飞 邓琴

(中国第二重型机械集团公司大型铸锻件研究所，四川618013)

介绍了用低碳镁碳砖钢包VOD、VD工艺冶炼低碳不锈钢的试验情况，分析讨论了低碳镁碳砖对冶炼过程的影响。钢包精炼炉低碳镁碳砖VD工艺可冶炼C≤0.06%、VOD工艺可冶炼C≤0.04%的不锈钢。

冶炼;低碳镁碳砖;镁铬砖;VOD;低碳不锈钢

镁铬砖因其具有优良的抗渣性而最早用于VOD钢包工作衬，但镁铬砖在VOD钢包间歇性工作的条件下，容易产生剥落损毁，抗热震性能差。由于六价铬的环保问题，含铬耐火材料的使用越来越受到限制。目前，不锈钢厂已很少使用镁铬砖。

近几年来，二重的VOD钢包一直使用镁铬砖包衬，存在寿命短、成本高、不锈钢生产组织困难、环境污染等问题。

文献［1］、［2］介绍，国内某公司在120 t VOD钢包上使用低碳镁碳砖。冶炼一般不锈钢时，使用含碳量为6%的低碳镁碳砖;冶炼439、444超低碳不锈钢时，使用含碳量为4%的低碳镁碳砖。使用低碳镁碳砖包衬的VOD钢包平均寿命达到31炉以上。

镁铬砖的价格远高于镁碳砖的价格，VOD钢包使用低碳镁碳砖包衬，对降低企业的生产成本，具有重要的意义。

基于以上几点考虑，二重在国内外生产低碳镁碳砖的厂家进行调研后，最终选定了一家进行低碳镁碳砖试用。试验结果表明:低碳镁碳砖能满足冶炼低碳不锈钢的要求，可以替代镁铬砖。

1 低碳镁碳砖理化指标及钢包的砌筑

1.1 低碳镁碳砖的理化指标

低碳镁碳砖的技术指标如表1所示。

表1 低碳镁碳砖技术指标Table 1 Technical criteria of low-carbonmagnesia-carbon brick

1.2 低碳镁碳砖钢包砌筑及烘烤、冷却

1.2.1 钢包的砌筑

钢包工作层部位熔池及包底使用FMG2RS型低碳镁碳砖，渣线部位使用GS8K型低碳镁碳砖，钢包的砌筑方法按现行工艺执行。

1.2.2 钢包烘烤及冷却

钢包的烘烤及冷却按图1所示执行。钢包砌筑后的干燥按图1(a)执行，装配完滑动水口后，按图1(b)进行烘烤待用。钢包冶炼钢水后采用缓冷方式冷却。

2 生产试验及结果

共有5个低碳镁碳砖包进行生产试验。其中L1#、L4#、L7#为40 t精炼包，用于VD冶炼C≤0.06%的低碳不锈钢;B2#、C1#为150 t精炼包，其中C1#包进行VOD吹氧试验，B2#包用于VOD冶炼C≤0.04%的超低碳不锈钢。

图1 钢包烘烤曲线Figure 1 Ladle baking curve

2.1 低碳镁碳砖钢包使用寿命

低碳镁碳包的使用寿命见表2。

表2 低碳镁碳包使用寿命Table 2 Service life of the ladle w ith the low-carbon magnesia-carbon brick lining

表3 低碳镁碳包冶炼不锈钢熔炼结果Table 3 Results of smelting stainless steelw ith the ladle of low carbon magnesia-carbon lining

从表2可以看出，5个低碳镁碳砖包冶炼了67炉钢，VD工艺流程钢包最长寿命达到20炉，VOD工艺流程钢包最长寿命达到11炉。而我厂原使用的镁铬砖包，寿命仅有2～3炉。从使用寿命来看，低碳镁碳砖包的使用次数远远超过镁铬砖包。

2.2 低碳镁碳砖钢包冶炼不锈钢熔炼结果

用低碳镁碳砖包冶炼低碳不锈钢18炉和1炉VOD吹氧试验，各炉次的熔炼结果见表3。

从表3可以看出，所有炉次C含量均在标准要求的范围内。在VD试验的12炉中，熔炼C最低达到0.038%。在VOD试验的7炉中，C1#包冶炼的ZG15Cr1Mo1是用来进行VOD的试吹氧试验，结果吹完氧后［C］=0.015%，达到试验预期效果。其它6炉VOD生产试验中熔炼C最低达到0.025%，最高为0.038%。

图2 低碳镁碳砖包和镁铬砖包VD冶炼不锈钢过程增C对比Figure 2 Comparison of recarburization in VD smelting stainless steelwith ladles of low carbonmagnesia-carbon brick lining and magnesia-chrome brick lining

表4 低碳镁碳砖包VOD冶炼不锈钢时C含量变化(质量分数，%)Table 4 Carbon content variations of VOD Smelting stainless steelw ith the low carbon magnesia-carbon brick lining(mass fraction，%)

表5 低碳镁碳砖VOD过程温度情况Table 5 Temperatures in VOD process w ith the ladle of low carbon magnesia-carbon brick lining

2.3 低碳镁碳包冶炼不锈钢过程的增碳

2.3.1 低碳镁碳砖包VD精炼不锈钢时的增碳

图2为2011至2012年镁铬砖包VD生产的8炉不锈钢和试验用低碳镁碳砖包VD生产的10炉不锈钢冶炼过程的平均增C情况。

可以看到，用低碳镁碳砖包VD冶炼不锈钢过程中，各阶段的增碳量与用镁铬砖包的增碳量相当，尤其是真空后至出钢这个时间段内基本无增碳现象。在整个试验阶段，所有炉次未发生钢包异常增碳现象，说明低碳镁碳砖不会造成钢水的异常增碳，可满足VD冶炼低碳不锈钢的要求。

2.3.2 低碳镁碳砖包VOD精炼不锈钢时增C情况

表4为低碳镁碳砖包生产的6炉不锈钢VOD过程钢水中碳的变化情况。

从表中可以看到，用低碳镁碳砖包通过VOD可以将碳吹至极低的范围，低碳镁碳砖不会造成钢水的异常增碳，能满足冶炼低碳不锈钢的要求。

2.4 低碳镁碳砖包VOD精炼不锈钢温度情况

表5为150 t精炼炉B2#包VOD冶炼不锈钢过程的温度情况。

从表5可以看到，VOD后钢水温最高达到1 766℃，与镁铬砖钢包VOD后的最高温度相当。钢包渣线部位没有明显的侵蚀现象，说明用低碳镁碳砖钢包能满足VOD冶炼低碳不锈钢的要求。

3 结语

经过试验，5个低碳镁碳砖钢包共冶炼了67炉钢水。其中VOD工艺冶炼低碳不锈钢6炉，VD工艺冶炼低碳不锈钢12炉，钢包寿命达10炉～20炉，所冶炼不锈钢的化学成分全部符合要求，说明低碳镁碳砖能满足冶炼低碳不锈钢的要求，可以替代镁铬砖。

用低碳镁碳砖钢包替代镁铬砖钢包冶炼不锈钢，不仅大幅度提高了钢包的使用寿命，降低不锈钢的生产成本，同时还能解决镁铬砖中六价铬的环保问题，防止Cr6+污染环境，具有明显的经济效益和社会效益，值得推广。

［1］ 刘成义.宝钢120tVOD钢包耐火材料的选择.耐火材料，2010(8):313-314.

［2］ 朱伯铨，张文杰.低碳镁碳砖的研究现状与发展.武汉科技大学学报，2008(6):233-237.

编辑 肖红原

Smelting Low Carbon Steel Production Practice with the Ladle of Low Carbon Magnesia-Carbon Brick Lining

M a Ping，W ang Tao，Xie Yunfei，Deng Qin

This paper presents the experiment ofmelting low-carbon stainless steel with the VOD＆VD smelting process and ladles of low carbonmagnesia-carbon brick lining，analyzes and discuses the effectof low carbonmagnesia -carbon brick on the smelting process.Ladle refining furnace of low carbonmagnesia-carbon brick lining can smelt the stainless steel of C≤0.06%by using the VD process and can smelt stainless steel of C≤0.04%by using VOD process.

smelt;low carbon;magnesia-chrome brick;VCD;low-carbon stainless steel

TF1

B

2013—05—25