vật liệu chịu lửa trong sản xuất gang thép

mô tả khái quát công nghệ sản xuất gang thép hiện đại hiện nay việc sử dụng công vật liệu chịu lửa trong các lò luyện kim

BASIC OXYGEN FURNACE - BOF

C Hệ thống nghiêng

BASIC OXYGEN FURNACE - BOF

BOF

BOF

Chức năng chính của BOF: Khử các bon của kim loại lỏng

bằng khí ôxy

Yêu cầu VLCL:

Chịu được điều kiện nhiệt độ cao và môi trường ôxyhóa Chống ăn mòn của xỉ , bào mòn

Xỉ BOF: CaO 47%, Fe ger 20, SiO 2 12, MgO 7, MnO 3,5, P 2 O 5

1, Al 2 O 3 0,8, S 0,06

BOF MgO-C ~1700-1750  C

BOF MgO-C ~1700-1750  C

BOF

Mác Hàm lượng, %

Vị trí áp dụng

MgO-C ~1700-1750  C

BD 3 – 3,1g/cm 3

BOF BOF

BOF

Cơ chế ăn mòn của VLCL MgO-C trong lò BOF:

Ôxy lấy cácbon của MgO-C của VLCL Lớp VLCL không cácbon tạo ra do ôxy tự do bão hòa hòa tan trong kim loại lỏng, tạo ôxít trong kim loại lỏng

Phản ứng của lớp áo lò và xỉ thông qua pha thủy tinh

Ôxít sắt trong xỉ tác dụng với MgO tạo dung dịch rắn

Fe 2 MgO 4

Tạo silicát manhê: Xỉ BOF chứa khá nhiều SiO 2 : Mg 2 SiO 4

BOF

Domed Bottom Lining

Upper Cone

RADEX RCS10-2 RADEX RCS10-6 RADEX RCS10-6O RADEX RCS10-7 RADEX RCS10-7O

Trunnion Area

RADEX RCS14-8OC RADEX RCS14-8O RADEX RCS18-8O RADEX RCS14-9O RADEX RCS18-9O Mouth

RADEX RCS14-7OM

Tap Hole Housing Bricks

CONTAP P5

Tap Hole

CONTAP PS95-T

Cylinder, Barrel

RADEX RCS10-6 RADEX RCS10-6O RADEX RCS10-7O RADEX RCS10-7OC

Bottom

RADEX RCS10-6 RADEX RCS10-7 RADEX RCS10-8C

Purging Plug

RADEX DPPS

Lower Cone

RADEX RCS10-6 RADEX RCS10-7

Impact Area

RADEX RCS14-8O RADEX RCS18-8O RADEX RCS-14-9O RADEX RCS-18-9O

Safety Lining

RADEX OM3 CD RADEX RCS7-5

Purging Block Surrounding Bricks

RADEX RCS14-7 RADEX RCS14-8C RADEX RCS14-8

77M+1,6CaO+14C

97M+2CaO+5C

97,5M+1,9CaO+6C

97M+1,6CaO+10C

97M+1,6CaO+10C

97,5M+1,9CaO+14C 98M+1,2CaO+14C

96M+1,3CaO 97M+1,6CaO+10C 98M+1,2CaO+18C

97M+1,6CaO+10C

98M+1,2CaO+14C

73 – 85%MgO

10 – 18%C

BOF

MgO

%

Al2O3

%

CaO

%

SiO2

%

Fe2O3

%

C

Bulk weight g/cm3

Por Vol%

CCS N/mm2

BRICKS

ANCARBON KC22 95.0 1.3 2.0 1.0 0.7 10.0 - 2.93 6.0 45 ANCARBON KC51 96.5 0.2 1.8 0.8 0.7 6.0 - 3.02 5.0 60 ANCARBON KC(OC)62 97.0 0.1 1.6 0.8 0.5 10.0 (Al, Si) 2.98(2.95) 5.0 40 ANCARBON KC(OC)72 97.2 0.2 1.7 0.6 0.5 10.0 (Al, Si) 3.03(3.01) 4.5 35(40) ANCARBON OC73M 97.0 0.2 1.6 0.7 0.5 14.0 (Al, Si) 2.96 4.5 35 ANCARBON KC73 97.2 0.2 1.6 0.7 0.5 14.0 - 2.98 4.5 35 ANCARBON KC82C 97.5 0.1 1.4 0.6 0.4 10.0 - 3.04 4.0 40 ANCARBON OC83C 97.5 0.1 1.4 0.6 0.4 14.0 (Al, Si) 2.97 4.0 35 ANCARBON OC84 97.8 0.1 1.2 0.5 0.3 18.0 (Al, Si) 2.92 4.0 30 ANCARBON OC93 98.4 0.1 0.8 0.4 0.2 14.0 - 3.00 4.0 35 ANCARBON OC94 98.4 0.1 0.8 0.4 0.2 18.0 (Al, Si) 2.94 4.0 30 ANKERTAP SX30 97.0 0.1 2.0 0.4 0.3 5.0 - 3.10 4.0 60 ANKERTAP TT90X 97.5 0.1 1.9 0.4 0.1 6.0 - 3.19 1.0 80 ANKER N3 CD 96.0 0.3 1.3 0.4 0.7 - - 2.93 15.5 70

GAS PURGING ELEMENT

ANKERPERM VRS 003 97.5 0.1 1.9 0.4 0.1 14.0 - 2.93 5.0 40

INSTALLATION MIXES Graining

ANKERTAR FC01 91.6 6.0 1.4 0.5 0.6 9.0 0-5 2.90 ANKERMIX CP13 91.0 0.6 1.6 1.5 1.0 - 0-3 2.70 ANKERMIX CS13 94.5 0.2 1.7 1.0 1.0 - 0-3 2.60 ANKERFILL CW73 68.7 0.8 1.2 21.5 4.1 - 0-3 -ANKERTAR NT92 70.0 0.3 24.0 0,7 4.5 - 0-5 2.8 ANKERMIX NS03 97.0 0.3 1.6 0.7 0.4 - 0-3 2.70 ANKERFIX GN01 - - - - - 94.0 0-0.1 0.80 ANKERFIX CRP 95.3 0.1 1.3 0.7 0.5 - 0-0.2 1.60

ANKERJET CP10 86.5 0.5 2.9 2.0 1.1 - 0-3 -ANKERJET NP12 86.0 0.1 8.3 2.1 0.8 P2O5 2.7 0-3 2.20 ANKERJET NP12T 83.4 0.1 7.6 3.6 0.8 P2O5 2.7 0-3 2.20 ANKERJET CD69 67.6 1.1 4.0 17.9 3.2 P2O5 2.1 0-3 2.20 ANKERJET KW93 65.0 1.0 21.0 4.3 5.0 P2O5 1.3 0-3 2.00 ANKERMIX GP15T 87.0 0.7 4.5 0.5 0.5 P2O5 2.0 0-3 2.10 ANKERMIX VK15C 94.5 - - - - - 0-5 2.30 RUBINIT 800 90.0 0.4 1.8 0.5 0.3 Cr2O3 4.6 0-0.5 1.60 RUBINIT 815 81.0 15.0 1.9 0.4 0.1 - 0-1 2.20

phosphate phosphate chemical chemical sulfate silicate

carbon phosphate sod.silicate

organic sulfate carbon chemical

PRODUCT

CHEMICAL PROPERTIES WEIGHT - % PHYS PROP.

Bonding

phosphate

Bonding

phosphate

phosphate phosphate

Working Bricks: MgO-C

MgO: 95 – 98,4%

Al 2 O 3 : 0,1 – 1,3%

CaO: 1,3 – 2%

SiO 2 : 0,4 – 1%

Fe 2 O 3 : 0,1 – 0,7%

Độ xốp biểu kiến: 4 – 6%

Mật độ: 2,96 – 3,2g/cm 3

BOF

MgO

%

Al2O3

%

CaO

%

SiO2

%

Fe2O3

%

C

% Aox

Bulk weight g/cm3

Por Vol%

CCS N/mm2

BRICKS

RADEX RML 9S 95.0 1.3 2.0 1.0 0.7 10.0 - 2.93 6.0 45 RADEX RCS 7-5 96.5 0.2 1.8 0.8 0.7 6.0 - 3.02 5.0 60 RADEX RCS 10-6(O) 97.0 0.1 1.6 0.8 0.5 10.0 (Al, Si) 2.98(2.95) 5.0 40 RADEX RCS 10-7(O) 97.2 0.2 1.7 0.6 0.5 10.0 (Al, Si) 3.03(3.01) 4.5 35(40) RADEX RCS 14-7OM 97.0 0.2 1.6 0.7 0.5 14.0 (Al, Si) 2.96 4.5 35 RADEX RCS 14-7 97.2 0.2 1.6 0.7 0.5 14.0 - 2.98 4.5 35 RADEX RCS 10-8(C) 97.5 0.1 1.4 0.6 0.4 10.0 - 3.04 4.0 40 RADEX RCS 14-8(O) 97.8 0.1 1.2 0.5 0.3 14.0 (Al, Si) 2.99(2.97) 4.0 35 RADEX RCS 18-8(O) 97.8 0.1 1.2 0.5 0.3 18.0 (Al, Si) 2.92 4.0 30 RADEX RCS 14-9(O) 98.4 0.1 0.8 0.4 0.2 14.0 (Al,Si) 3.03(3.00) 4.0 40(35) RADEX RCS 18-9(O) 98.4 0.1 0.8 0.4 0.2 18.0 (Al, Si) 2.94 4.0 30 CONTAP P5 97.0 0.1 2.0 0.4 0.3 5.0 - 3.10 4.0 60 CONTAP PS95-T 97.5 0.1 1.9 0.4 0.1 6.0 - 3.19 1.0 80 RADEX OM3 CD 96.0 0.3 1.3 0.4 0.7 - - 2.93 15.5 70

GAS PURGING ELEMENT

RADED DPPC 97.5 0.1 1.9 0.4 0.1 14.0 - 2.93 5.0 40

INSTALLATION MIXES Graining Bonding

PERMASIT AM10 91.6 6.0 1.4 0.5 0.6 9.0 0-5 2.90 PERMASIT CP 91.0 0.6 1.6 1.5 1.0 - 0-3 2.70 PERMASIT 10SC 94.5 0.2 1.7 1.0 1.0 - 0-3 2.60 PERFILL CL 68.7 0.8 1.2 21.5 4.1 - 0-3 -PERMASIT TM30 70.0 0.3 24.0 0,7 4.5 - 0-5 2.8 PERMASIT M 97.0 0.3 1.6 0.7 0.4 - 0-3 2.7 RADEXPLAST C - - - - - 94.0 0-0.1 0.8 RADEXPLAST SEC 95.3 0.1 1.3 0.7 0.5 - 0-0.2 1.60

PERGUNIT 10PC 86.5 0.5 2.9 2.0 1.1 - 0-3 -PERGUNIT 11PC 86.5 0.4 4.1 2.4 0.7 - 0-3 -PERGUNIT XK 86.0 0.1 8.3 2.1 0.8 P2O5 2.7 0-3 2.20 PERGUNIT TX1 83.4 0.1 7.6 3.6 0.8 P2O5 2.7 0-3 2.20 PERGUNIT CC 67.6 1.1 4.0 17.9 3.2 P2O5 2.1 0-3 2.20 ANKERMIX GP15T 87.0 0.7 4.5 0.5 0.5 P2O5 2.0 0-3 2.10 ANKEMIX VK15C 94.5 - - - - - 0-5 2.30 RUBINIT VK3 93.0 0.5 1.8 0.5 1.1 P2O5 1.3 0-5 2.30 RUBINIT 800 90.0 0.4 1.8 0.5 0.3 Cr2O3 4.6 0-0.5 1.60 RUBINIT 815 81.0 15.0 1.9 0.4 0.1 - 0-1 2.20 chemical

phosphate phosphate

phosphate

phosphate sulfate phosphate organic

chemical

phosphate carbon

phosphate

sod.silicate chemical carbon sulfate

phosphate

PRODUCT

CHEMICAL PROPERTIES WEIGHT - % PHYS PROP.

phosphate

Safety Bricks: MgO-C

MgO: 96 – 96,5%

Al 2 O 3 : 0,2 – 0,3%

CaO: 1,3 – 1,9%

SiO 2 : 0,4 – 0,8%

Fe 2 O 3 : 0,1 – 0,7%

taphole)

Độ xốp biểu kiến: 5 – 15,5%

Mật độ: 3,02 – 3,19g/cm 3

BOF

Lip Ring Closure

ANKERMIX CS13 ANKERMIX CP13

Backfilling

ANKERMIX CW73 ANKERTAR NT92

Tap Hole Ramming Mix

ANKERMIX CP13

Ring Gap Mix

ANKERFIX NS03 ANKERFIX GN01

Bottom Joint

ANKERTAR FC01

Purging Plug Backfilling

ANKERMIX CS13

Mortar

ANKERFIX CRP

Tap Hole Repair Mix

ANKERMIX VK15 C

NEW !

Repair Mixes

ANKERJET NP12 ANKERJET NP12T ANKERJET GP15T

Mouth Repair Mix

ANKERJET CP69 ANKERJET KW93

Vật liệu chèn: MgO-C

Bottom joint (C F 9%)

Vật liệu chèn nơi khác MgO

MgO: 91 – 97%

Al 2 O 3 : 0,3 – 0,6%

CaO: 1,6 – 1,7%

SiO 2 : 0,7 – 1,5%

Fe 2 O 3 : 0,4 – 1%

Mật độ: 2,6 – 2,7g/cm 3

BOF

1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 1999 2002

Năm

Gạch đôlômít

Đôlômít

giàu manhê

Gạch manhêdít

Gạch MgO-C

Lớp vĩnh cửu Lớp làm việc

Từ 1998 phun

BOF

Vol.

40/0 150 150 400 100 6.00

40/8 154 146 400 100 6.00

40/20 160 140 400 100 6.00

40/40 170 130 400 100 6.00

40/80 190 110 400 100 6.00

45/0 150 150 450 100 6.75

45/8 154 146 450 100 6.75

45/20 160 140 450 100 6.75

45/40 170 130 450 100 6.75

45/60 180 120 450 100 6.75

45/90 195 105 450 100 6.75

50/0 150 150 500 100 7.50

50/8 154 146 500 100 7.50

50/20 160 140 500 100 7.50

50/36 168 132 500 100 7.50

50/60 180 120 500 100 7.50

50/100 200 100 500 100 7.50

55/0 150 150 550 100 8.25

55/8 154 146 550 100 8.25

55/20 160 140 550 100 8.25

55/36 168 132 550 100 8.25

55/60 180 120 550 100 8.25

55/110 205 95 550 100 8.25

60/0 150 150 600 100 9.00

60/8 154 146 600 100 9.00

60/20 160 140 600 100 9.00

60/36 168 132 600 100 9.00

60/60 180 120 600 100 9.00

60/120 210 90 600 100 9.00

65/0 150 150 650 100 9.75

65/8 154 146 650 100 9.75

65/20 160 140 650 100 9.75

65/36 168 132 650 100 9.75

65/60 180 120 650 100 9.75

Pos a b h l dm3

70/0 150 150 700 100 10.75 70/8 154 146 700 100 10.75 70/20 160 140 700 100 10.75 70/36 168 132 700 100 10.75 70/60 180 120 700 100 10.75 70/120 210 90 700 100 10.75 75/0 150 150 750 100 11.25 75/8 154 146 750 100 11.25 75/20 160 140 750 100 11.25 75/36 168 132 750 100 11.25 75/60 180 120 750 100 11.25 80/0 150 150 800 100 12.00 80/8 154 146 800 100 12.00 80/20 160 140 800 100 12.00 80/36 168 132 800 100 12.00 80/60 180 120 800 100 12.00 85/0 150 150 850 100 12.75 85/8 154 146 850 100 12.75 85/20 160 140 850 100 12.75 85/36 168 132 850 100 12.75 85/80 190 110 850 100 12.75 90/0 150 150 900 100 13.50 90/8 154 146 900 100 13.50 90/20 160 140 900 100 13.50 90/36 168 132 900 100 13.50 90/60 180 120 900 100 13.50 90/80 190 110 900 100 13.50 95/20 160 140 950 100 14.25 95/80 190 110 950 100 14.25 100/20 160 140 1000 100 15.00 100/80 190 110 1000 100 15.00 110/20 160 140 1100 100 16.50 110/80 190 110 1100 100 16.50 120/0 150 150 1200 100 18.00 120/80 190 110 1200 100 18.00

Dimension (mm)

Life and Causes of Failure

Tuổi thọ:

20000 lần thổi

Nguyên nhân gây hỏng:

Tường lò hỏng nhanh nhất ở vùng tiếp xúc với xỉ ôxyhóa Quá trình nạp liệu, tường bị ăn mòn và mài mòn

Trong quá trình thổi ôxy, lò bị hỗn hợp kim loại xỉ ăn mòn bào mòn với thành phần và nhiệt độ khác nhau

Phần côn của lò là nơi kim loại và xỉ tiếp xúc và xáo trộn của khí với tốc độ cao

Lúc đầu thổi ôxy, tường lò chịu tác động của khí ôxy tốc

độ cao làm bắn thép phế lên tường

Life and Causes of Failure

Tuổi thọ: phụ thuộc vào nhiều yếu tố đặc biệt là chất lượng

gạch, hàm lượng các bon dư Các bon lấp đầy lỗ xốp cải thiện tuổi thọ tường lò do

Không cho xỉ ăn mòn vào lỗ xốp

Các bon không ẩm là giảm sự hấp phụ của xỉ

Các bon phản ứng với sắt trong xỉ, hoàn nguyên ôxít sắt tạo thành FeO hoặc Fe không bị CaO và MgO ăn mòn

Gạch lót lò BOF tốt khi có 35 – 45% lỗ xốp trong 1 – 4  m

Có thể do MgO phản ứng với C tạo ta Mg

Yếu tố khác như: thép lỏng có Si cao thì xấu, trong khi CaO chất lượng cao thì tốt

Life and Causes of Failure

Điều khiển hàm lượng FeO trong xỉ ở mức thấp

Thêm MgO vào xỉ

Sửa chữa vùng tường bị hỏng bằng bắn vật liệu chịu lửa

Life and Causes of Failure