AOD炉用耐火材料的选择

文章出处：正耐实业耐火砖厂家 / 发表时间：2019-07-19

AOD炉是氩氧精炼法的精炼设备，以该法英文名的缩写字母命名。

AOD法基本原理：利用气体稀释的方法，使一氧化碳分压力降低，而不需要设备昂贵的真空设施。

AOD主要与电炉双联生产各种不锈钢或耐磨钢。

AOD炉用镁铬系砖：

炉帽：普通镁铬砖、高铝可塑料、镁质浇注料等

炉衬：直接结合镁铬砖、再结合镁铬砖、半再结合镁铬砖

风口砖：高纯直接结合镁铬砖和再结合镁铬砖

AOD炉用镁钙系砖

炉帽：沥青结合白云石砖

炉壁：白云石砖

炉底：镁白云石砖

风口区：超高温烧成白云石砖、电熔白云石砖

（1）AOD炉体安放在一个可以前后倾翻的托圈上，由销钉固定。在炉子的底侧部装有向熔池水平方向吹入气体的喷枪，喷枪的数量根据炉子的吨位而有所不同，一般为2~3支。喷枪延长线的会合点与炉子的竖轴重合。喷枪由内管(铜质)及外管(不锈钢)两层组成，内管导入主吹炼气体(由ArO2。或Ar-N2组成)，内管与外管之间的环形缝隙导入Ar、N2或空气起冷却作用以保护喷枪。喷枪是消耗式的，在筑炉时埋入耐火材料层，在冶炼过程中与炉衬同步烧损。吹入的氧气主要是用于氧化碳升温，吹入的氩气主要是强对流搅拌，还有生产高氮合金时可以进行吹氮进行合金化，既是可以进行冲氮，这对基本的生产21-4N类的钢种中节省了很多金属氮化物，如氮化络的加入量，节省很多生产成本。

（2）VOD炉脱碳过程分两个阶段，即真空吹氧脱碳阶段和真空脱碳阶段。在吹氧脱碳的初期首先发生约2分钟的脱硅，随后开始脱碳，此时为了防止大的喷溅堵加料管等问题，可采取高枪位(≤900mm)、减少氩流量的措施。吹氧脱碳速度与供氧强度、吹氩强度、起始碳量和钢水温度有关。起始碳为0.27%，平均脱碳速度0.0125%∕min，0.41%时为0.0188%∕min。底吹氩强度达到0.01~0.02Nm3∕(t·min)的强搅拌不仅可以减少铬的氧化，而且可以明显地提高脱碳速度。当钢中的碳含量达到0.08%后应进行真空脱碳，要求的终点碳越低，真空度也越低，脱碳时间越长，一般为15~30min。

（1）AOD炉体用镁钙砖或者铬镁砖或富镁白云石砖砌筑;喷枪周围采用质量更高的电熔铬镁砖砌筑，以承受高温及钢液冲刷。可移式炉帽用铬镁砖或铝镁砖砌筑，也可以用耐热混凝土浇灌。炉膛的尺寸比例大致是:熔池深度:炉膛直径:炉膛总高一1:2:3。炉子在前倾一定角度的情况下，由转移钢包倒入初炼钢水，此时气体喷枪处于钢液面以上。炉子恢复到直立位置时，喷枪没入钢水深处，开始吹气精炼。精炼完成后，仍经炉帽出钢。

		（2）由于VOD炉的脱碳是在真空缶中进行的，因此VOD炉的操作必须采用自动化控制。其中终点碳的控制对整个冶炼过程的顺利进行和成品碳含量的控制都是极其重要的。终点碳的判定主要有废气分析法和气相定碳法。废气分析法是用红外线分析仪分析废气中的CO、CO2及O2成分，并参考真空度的变化，以控制VOD的精炼过程。这种方法能准确地确定停吹氧时间，而且不受设备具体条件的限制。气相定碳法是测定废气总量及其CO、CO2的含量，用以计算出碱含量随时间的降低曲线，达到终点碳后停吹氧。

			1)风口面

			风口面是风口区的上部，该区域的炉衬损毁的非常严重，一方面是由于风枪气体在喷出后，气体的流动轨迹是一条类似抛物线的曲线，气体首先沿风口方向喷入熔池，当接触铁水后，气体由于阻力的原因开始回流，向风口方向喷去，但是由于 AOD 炉采用的是侧吹风口，气体在回流时会碰到炉衬造成冲刷，另一方面，由于风枪吹入氧气，风口面是碳氧发生反应的主要部位，局部温度达到 1700-1800℃，而且风口区在炉体底部，受到很大的机械压力，所以腐蚀度很重。

			2)渣线

			炉体内铁水在高温和吹入气体的作用下，铁水液面翻滚剧烈形成严重的冲刷，加快腐蚀。另外，在冶炼的最后阶段，需要对铁水采样确定精炼程度以及铁水出炉，这时会将炉体倾动一定角度，致使炉膛内的铁水与炉渣上下波动，形成铁水和炉渣对渣线交替浸泡的结果，造成侵蚀。被侵蚀的衬砖原有组成结构遭到破坏，铁水及炉渣在物理和化学作用下就会渗透到耐火砖内部，进一步加快侵蚀速度。

			AOD炉常用耐火材料：普通镁铬砖、高铝可塑料、镁质浇注料，直接结合镁铬砖、再结合镁铬砖、半再结合镁铬砖，高纯直接结合镁铬砖和再结合镁铬砖，沥青结合白云石砖，白云石砖，镁白云石砖，超高温烧成白云石砖、电熔白云石砖

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