用低碳鎂碳磚鋼包冶煉低碳不銹鋼生產實踐

馬 平 王 濤 謝云飛 鄧琴

(中國第二重型機械集團公司大型鑄鍛件研究所，四川618013)

用低碳鎂碳磚鋼包冶煉低碳不銹鋼生產實踐

馬 平 王 濤 謝云飛 鄧琴

(中國第二重型機械集團公司大型鑄鍛件研究所，四川618013)

介紹了用低碳鎂碳磚鋼包VOD、VD工藝冶煉低碳不銹鋼的試驗情況，分析討論了低碳鎂碳磚對冶煉過程的影響。鋼包精煉爐低碳鎂碳磚VD工藝可冶煉C≤0.06%、VOD工藝可冶煉C≤0.04%的不銹鋼。

冶煉;低碳鎂碳磚;鎂鉻磚;VOD;低碳不銹鋼

鎂鉻磚因其具有優良的抗渣性而最早用于VOD鋼包工作襯，但鎂鉻磚在VOD鋼包間歇性工作的條件下，容易產生剝落損毀，抗熱震性能差。由于六價鉻的環保問題，含鉻耐火材料的使用越來越受到限制。目前，不銹鋼廠已很少使用鎂鉻磚。

近幾年來，二重的VOD鋼包一直使用鎂鉻磚包襯，存在壽命短、成本高、不銹鋼生產組織困難、環境污染等問題。

文獻［1］、［2］介紹，國內某公司在120 t VOD鋼包上使用低碳鎂碳磚。冶煉一般不銹鋼時，使用含碳量為6%的低碳鎂碳磚;冶煉439、444超低碳不銹鋼時，使用含碳量為4%的低碳鎂碳磚。使用低碳鎂碳磚包襯的VOD鋼包平均壽命達到31爐以上。

鎂鉻磚的價格遠高于鎂碳磚的價格，VOD鋼包使用低碳鎂碳磚包襯，對降低企業的生產成本，具有重要的意義。

基于以上幾點考慮，二重在國內外生產低碳鎂碳磚的廠家進行調研后，最終選定了一家進行低碳鎂碳磚試用。試驗結果表明:低碳鎂碳磚能滿足冶煉低碳不銹鋼的要求，可以替代鎂鉻磚。

1 低碳鎂碳磚理化指標及鋼包的砌筑

1.1 低碳鎂碳磚的理化指標

低碳鎂碳磚的技術指標如表1所示。

表1 低碳鎂碳磚技術指標Table 1 Technical criteria of low-carbonmagnesia-carbon brick

1.2 低碳鎂碳磚鋼包砌筑及烘烤、冷卻

1.2.1 鋼包的砌筑

鋼包工作層部位熔池及包底使用FMG2RS型低碳鎂碳磚，渣線部位使用GS8K型低碳鎂碳磚，鋼包的砌筑方法按現行工藝執行。

1.2.2 鋼包烘烤及冷卻

鋼包的烘烤及冷卻按圖1所示執行。鋼包砌筑后的干燥按圖1(a)執行，裝配完滑動水口后，按圖1(b)進行烘烤待用。鋼包冶煉鋼水后采用緩冷方式冷卻。

2 生產試驗及結果

共有5個低碳鎂碳磚包進行生產試驗。其中L1#、L4#、L7#為40 t精煉包，用于VD冶煉C≤0.06%的低碳不銹鋼;B2#、C1#為150 t精煉包，其中C1#包進行VOD吹氧試驗，B2#包用于VOD冶煉C≤0.04%的超低碳不銹鋼。

圖1 鋼包烘烤曲線Figure 1 Ladle baking curve

2.1 低碳鎂碳磚鋼包使用壽命

低碳鎂碳包的使用壽命見表2。

表2 低碳鎂碳包使用壽命Table 2 Service life of the ladle w ith the low-carbon magnesia-carbon brick lining

表3 低碳鎂碳包冶煉不銹鋼熔煉結果Table 3 Results of smelting stainless steelw ith the ladle of low carbon magnesia-carbon lining

從表2可以看出，5個低碳鎂碳磚包冶煉了67爐鋼，VD工藝流程鋼包最長壽命達到20爐，VOD工藝流程鋼包最長壽命達到11爐。而我廠原使用的鎂鉻磚包，壽命僅有2～3爐。從使用壽命來看，低碳鎂碳磚包的使用次數遠遠超過鎂鉻磚包。

2.2 低碳鎂碳磚鋼包冶煉不銹鋼熔煉結果

用低碳鎂碳磚包冶煉低碳不銹鋼18爐和1爐VOD吹氧試驗，各爐次的熔煉結果見表3。

從表3可以看出，所有爐次C含量均在標準要求的范圍內。在VD試驗的12爐中，熔煉C最低達到0.038%。在VOD試驗的7爐中，C1#包冶煉的ZG15Cr1Mo1是用來進行VOD的試吹氧試驗，結果吹完氧后［C］=0.015%，達到試驗預期效果。其它6爐VOD生產試驗中熔煉C最低達到0.025%，最高為0.038%。

圖2 低碳鎂碳磚包和鎂鉻磚包VD冶煉不銹鋼過程增C對比Figure 2 Comparison of recarburization in VD smelting stainless steelwith ladles of low carbonmagnesia-carbon brick lining and magnesia-chrome brick lining

表4 低碳鎂碳磚包VOD冶煉不銹鋼時C含量變化(質量分數，%)Table 4 Carbon content variations of VOD Smelting stainless steelw ith the low carbon magnesia-carbon brick lining(mass fraction，%)

表5 低碳鎂碳磚VOD過程溫度情況Table 5 Temperatures in VOD process w ith the ladle of low carbon magnesia-carbon brick lining

2.3 低碳鎂碳包冶煉不銹鋼過程的增碳

2.3.1 低碳鎂碳磚包VD精煉不銹鋼時的增碳

圖2為2011至2012年鎂鉻磚包VD生產的8爐不銹鋼和試驗用低碳鎂碳磚包VD生產的10爐不銹鋼冶煉過程的平均增C情況。

可以看到，用低碳鎂碳磚包VD冶煉不銹鋼過程中，各階段的增碳量與用鎂鉻磚包的增碳量相當，尤其是真空后至出鋼這個時間段內基本無增碳現象。在整個試驗階段，所有爐次未發生鋼包異常增碳現象，說明低碳鎂碳磚不會造成鋼水的異常增碳，可滿足VD冶煉低碳不銹鋼的要求。

2.3.2 低碳鎂碳磚包VOD精煉不銹鋼時增C情況

表4為低碳鎂碳磚包生產的6爐不銹鋼VOD過程鋼水中碳的變化情況。

從表中可以看到，用低碳鎂碳磚包通過VOD可以將碳吹至極低的范圍，低碳鎂碳磚不會造成鋼水的異常增碳，能滿足冶煉低碳不銹鋼的要求。

2.4 低碳鎂碳磚包VOD精煉不銹鋼溫度情況

表5為150 t精煉爐B2#包VOD冶煉不銹鋼過程的溫度情況。

從表5可以看到，VOD后鋼水溫最高達到1 766℃，與鎂鉻磚鋼包VOD后的最高溫度相當。鋼包渣線部位沒有明顯的侵蝕現象，說明用低碳鎂碳磚鋼包能滿足VOD冶煉低碳不銹鋼的要求。

3 結語

經過試驗，5個低碳鎂碳磚鋼包共冶煉了67爐鋼水。其中VOD工藝冶煉低碳不銹鋼6爐，VD工藝冶煉低碳不銹鋼12爐，鋼包壽命達10爐～20爐，所冶煉不銹鋼的化學成分全部符合要求，說明低碳鎂碳磚能滿足冶煉低碳不銹鋼的要求，可以替代鎂鉻磚。

用低碳鎂碳磚鋼包替代鎂鉻磚鋼包冶煉不銹鋼，不僅大幅度提高了鋼包的使用壽命，降低不銹鋼的生產成本，同時還能解決鎂鉻磚中六價鉻的環保問題，防止Cr6+污染環境，具有明顯的經濟效益和社會效益，值得推廣。

［1］ 劉成義.寶鋼120tVOD鋼包耐火材料的選擇.耐火材料，2010(8):313-314.

［2］ 朱伯銓，張文杰.低碳鎂碳磚的研究現狀與發展.武漢科技大學學報，2008(6):233-237.

編輯 肖紅原

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