عوامل اصلی فرسایش پوشش مبدل چیست؟

ماده فلزی اصلی برای فولادسازی مبدل آهن مذاب است. مصرف آهن مذاب مبدل 100 تن فولاد 970 ~ 1000 کیلوگرم بر تن است که حدود 90٪ از کل بارگیری را تشکیل می دهد. فولاد ضایعات عمدتاً شامل آهن خام، سرهای برش میلگرد و سر و دم برش شمش ریخته گری مداوم است.

دلایل اصلی فرسایش پوشش مبدل عبارتند از:
(1) تاثیر آهن مذاب و ضایعات فولاد بر روی آستر؛
(2) فرسایش مکانیکی فولاد مذاب، سرباره و گاز کوره روی پوشش در طی فرآیند ذوب.
(3) فرسایش شیمیایی سرباره و گاز کوره روی پوشش؛
(4) آسیب به آستر ناشی از سرمایش و گرمایش سریع؛
(5) فرسایش پوشش توسط جت اکسیژن. ظرفیت مبدل 100t 92-95t است، دبی اکسیژن از بالا 18000 ~ 19500 متر مکعب در ساعت است و پس از اتمام اولین کوره دمیدن فولاد و تخلیه فولاد مذاب ، عمق آبشستگی پوشش مبدل ارزیابی می شود. محور افقی ارتفاع خط مرکزی مبدل است که از پایین ترین نقطه پایین مبدل برابر با 0 محاسبه می شود.

در موقعیت های مختلف تفنگ، عمق آبشستگی کف کوره توسط جت اکسیژن تفاوت زیادی ندارد. تمیز کردن آستر در حوضچه مذاب جدی ترین است. با افزایش موقعیت تفنگ، عمق آبشستگی آستر در حوضچه مذاب افزایش می یابد. برای دیواره کوره بالای حوضچه مذاب، درجه آبشستگی به تدریج با افزایش ارتفاع موقعیت تفنگ ضعیف می شود.

عملکرد ذوب سرباره بر فرآیند ذوب و حفاظت از پاشش سرباره تأثیر می گذارد و سپس بر عمر پوشش تأثیر می گذارد.

1. تأثیر V و Ti در آهن مذاب

شکل وجود وانادیم در سرباره فولادی حاوی وانادیوم با محاسبه ترمودینامیکی به صورت V2O5 تعیین می شود و شکل وجود تیتانیوم TiO2 است. تأثیر V2O5 در کاهش دمای ذوب سرباره فولاد بیشتر از FeO است. هنگامی که محتوای V2O5 کم است، اثر V2O5 بر دمای ذوب سرباره CaO-SiO2 بسیار قابل توجه است، به خصوص زمانی که CaO/SiO2 بزرگتر یا مساوی 1.5 باشد، نرخ کاهش بزرگترین است. بنابراین، وجود V2O5 در سرباره تأثیر نامطلوبی بر روی پوشش آجر کربن منیزیم خواهد داشت. دامنه کف کردن سیستم سرباره فولادسازی پایه حاوی TiO2 زمانی که بازیته سرباره 2.1 و TiO2 4 تا 6 درصد باشد، بیشترین مقدار را دارد. کف کردن جدی است و واکنش در کوره شدید است که باعث افزایش فرسایش فلز و سرباره روی پوشش مبدل می شود.

2. اثر اجزای سرباره بر دمای ذوب سرباره

TFe در سرباره: پایه سرباره نهایی مبدل 3.5~4 است.{3}}، 6%~10% MgO. اندازه گیری های تجربی نشان می دهد که TFe در سرباره اثر قابل توجهی بر دمای ذوب سرباره دارد، همانطور که در شکل 2(a) نشان داده شده است. هنگامی که میزان TFe در سرباره افزایش می یابد، نقطه ذوب سرباره کاهش می یابد. طبق فرمول تجربی: دمای ذوب=0.7498×MgO%+4.5017×R-10.5335×TFe+1582، که در آن R پایه سرباره است. زمانی که میزان TFe به بیش از 20 درصد برسد، دمای ذوب از 1320 تا 1395 درجه متغیر است. (2) TiO2: به ازای هر 1% افزایش در محتوای TiO2، دمای نیمکره سرباره نهایی حدود 5 درجه کاهش می یابد. هنگامی که محتوای TiO2 3.5٪ باشد، دمای نیمکره 17.5 درجه کاهش می یابد. (3) Al2O3: در غیاب Fe2O3، Al2O3 در سرباره دمای مایع سرباره را کاهش نمی دهد. میزان Al2O3 در سرباره 1.25 درصد است که تأثیر کمی بر دمای ذوب سرباره دارد. (4) MnO: MnO تأثیر کمتری بر دمای ذوب سرباره نسبت به MgO دارد. می تواند کمی دمای ذوب سرباره را در پایه 1.5 افزایش دهد که نه تنها بی ضرر است بلکه برای پوشش کوره نیز مفید است. (5) MgO: همانطور که در شکل 2 (b) نشان داده شده است، افزایش محتوای MgO می تواند به طور قابل توجهی دمای نیمکره سرباره را افزایش دهد.

3. عوامل مؤثر بر سرعت ذوب سرباره

(1) سرباره کم TFe. هنگامی که سرباره نهایی مبدل (FeO) 10%~15% باشد، زمانی که (TiO2) از 0.85% به 2%، 4% و 6% افزایش یابد، شاخص نرخ ذوب سرباره به ترتیب از 1.1 به 5.1، 8.1 و 8.9 افزایش می یابد و زمانی که Al2O3 از 1.8 درصد به 4 درصد افزایش می یابد و 6 درصد، شاخص نرخ ذوب به ترتیب از 1.1 به 5.1 و 4.1 افزایش می یابد، یعنی در سرباره کم TFe، TiO2 و Al2O3 سرعت ذوب سرباره را افزایش می دهند. (2) سرباره TFe بالا. هنگامی که سرباره نهایی مبدل (FeO) 20%-25% است، هنگامی که (TiC)2) از 0.85% به 2%، 4% و 6% افزایش می‌یابد، شاخص نرخ ذوب سرباره از 8 به 8.1 و 8.7 تغییر می‌کند. ، به ترتیب، بدون تغییر قابل توجهی. هنگامی که Al2O3 از 1.8٪ به 4٪ و 6٪ افزایش می یابد، شاخص نرخ ذوب از 8 به 9 و 9.5 افزایش می یابد، با یک افزایش کوچک. یعنی در سرباره با TFe بالا، TiO2 و Al2O3 روی سرعت پخت سرباره تأثیری ندارند، زیرا در شرایط TFe بالا، ویسکوزیته سرباره کم است، بنابراین تأثیر TiO2 و Al2O3 بسیار کم است.

از طریق بحث عملکرد ذوب سرباره، این نتیجه حاصل می شود که:

(1) کاهش محتوای TFe در سرباره نه تنها دمای ذوب سرباره را افزایش می دهد، بلکه اثر نامطلوب MnO بر سرباره ناشی از Fe2O3 بالا را کاهش می دهد، اثر پاشیدن سرباره را بهبود می بخشد و به هدف عمر طولانی کوره دست می یابد.
(2) پاشیدن کف اولیه را کنترل کنید تا از اثر فسفر زدایی و حجم سرباره اطمینان حاصل کنید و فرسایش پوشش ناشی از پاشیدن را کاهش دهید.
(3) برای سرباره با TFe بالا با محتوای Al2O3 بالا، اطمینان از محتوای معین MgO و محتوای SiO2 می تواند اثر Al2O3 را بر دمای نقطه ذوب سرباره کاهش دهد.
(4) کاهش محتوای FeO - (FeO) در سرباره مبدل باعث بهبود اثر حفاظتی کوره پاشش سرباره می شود.
(5) عوامل اصلی که باعث نازک شدن سرباره در طی فرآیند ذوب فلز داغ وانادیوم-تیتانیوم می شوند عبارتند از V2O5، TiO2 و Al2O3. V2O5 ترکیبات با نقطه ذوب پایین را با CaO یا MgO تشکیل می دهد تا سطح پوشش را حل کند و TiO2 ترکیبات با نقطه ذوب پایین را با FeO و MnO برای نفوذ و کندن لایه تشکیل می دهد. MnO یک محلول جامد با نقطه ذوب بالا با CaO یا MgO تشکیل می دهد که برای محافظت از پوشش کوره مفید است. در مورد محتوای کم Fe2O3، پوشش کوره Al2O3 بی ضرر است.