Das wichtigste Metallmaterial für die Konverterstahlherstellung ist geschmolzenes Eisen. Der geschmolzene Eisenverbrauch eines 100-Tonnen-Konverters beträgt 970–1000 kg/t Stahl, was etwa 90 % der Gesamtbeladung ausmacht. Stahlschrott umfasst hauptsächlich Roheisen, Schneidköpfe für Bewehrungsstäbe sowie Schneidköpfe und -enden für Stranggussknüppel.
Die Hauptursachen für die Erosion der Konverterauskleidung sind:
(1) Einwirkung von geschmolzenem Eisen und Stahlschrott auf die Auskleidung;
(2) Mechanische Erosion von geschmolzenem Stahl, Schlacke und Ofengas an der Auskleidung während des Schmelzprozesses;
(3) Chemische Erosion von Schlacke und Ofengas an der Auskleidung;
(4) Schäden an der Auskleidung durch schnelles Abkühlen und Erhitzen;
(5) Erosion der Auskleidung durch Sauerstoffstrahl. Die Kapazität eines 100t-Konverters beträgt 92-95t, die von oben eingeblasene Sauerstoffdurchflussrate beträgt 18.000 bis 19.500 m3/h, und nachdem der erste Stahlblasofen fertiggestellt ist, wird der geschmolzene Stahl abgelassen wird die Auswaschtiefe der Konverterauskleidung ausgewertet. Die horizontale Achse ist die Höhe der Mittellinie des Konverters, berechnet vom tiefsten Punkt der Unterseite des Konverters als 0.
Bei unterschiedlichen Pistolenpositionen unterscheidet sich die Spültiefe des Ofenbodens durch den Sauerstoffstrahl nicht wesentlich. Am schwerwiegendsten ist die Auswaschung der Auskleidung im Schmelzbad. Mit zunehmender Pistolenposition nimmt die Spültiefe der Auskleidung im Schmelzbad zu. Bei der Ofenwand über dem Schmelzbad nimmt der Auswaschgrad mit zunehmender Höhe der Pistolenposition allmählich ab.
Die Schmelzleistung der Schlacke beeinflusst den Schmelzprozess und den Schlackenspritzschutz und damit die Lebensdauer der Auskleidung.
1. Der Einfluss von V und Ti in geschmolzenem Eisen
Die Vorkommensform von Vanadium in vanadiumhaltiger Stahlschlacke wird durch thermodynamische Berechnung als V2O5 bestimmt, und die Vorkommensform von Titan ist TiO2. Der Einfluss von V2O5 auf die Senkung der Schmelztemperatur von Stahlschlacke ist größer als der von FeO. Wenn der V2O5-Gehalt niedrig ist, ist der Einfluss von V2O5 auf die Schmelztemperatur der CaO-SiO2-Schlacke sehr signifikant, insbesondere wenn CaO/SiO2 größer oder gleich 1,5 ist, ist die Reduktionsrate am größten. Daher wirkt sich das Vorhandensein von V2O5 in der Schlacke nachteilig auf die Auskleidung des Magnesia-Kohlenstoffsteins aus. Die Schaumamplitude des Basisstahlschlackensystems, das TiO2 enthält, ist am größten, wenn die Schlackenbasizität 2,1 und der TiO2-Gehalt 4 % bis 6 % beträgt. Die Schaumbildung ist stark und die Reaktion im Ofen ist heftig, was die Erosion des Metalls und der Schlacke an der Konverterauskleidung verstärkt.
2. Einfluss von Schlackenbestandteilen auf die Schmelztemperatur der Schlacke
TFe in der Schlacke: Die Basizität der Endschlacke des Konverters beträgt 3,5–4,0, 6 %–10 % MgO. Experimentelle Messungen zeigen, dass TFe in der Schlacke einen erheblichen Einfluss auf die Schmelztemperatur der Schlacke hat, wie in Abbildung 2(a) dargestellt. Wenn der TFe-Gehalt in der Schlacke zunimmt, sinkt der Schmelzpunkt der Schlacke. Gemäß der empirischen Formel: Schmelztemperatur=0.7498×MgO%+4.5017×R-10.5335×TFe+1582, wobei R die Basizität der Schlacke ist. Wenn der TFe-Gehalt mehr als 20 % erreicht, liegt die Schmelztemperatur zwischen 1320 und 1395 Grad. (2) TiO2: Mit jedem Anstieg des TiO2-Gehalts um 1 % sinkt die halbkugelförmige Temperatur der Endschlacke um etwa 5 Grad. Bei einem TiO2-Gehalt von 3,5 % sinkt die Halbkugeltemperatur um 17,5 Grad. (3) Al2O3: In Abwesenheit von Fe2O3 verringert Al2O3 in der Schlacke die Liquidustemperatur der Schlacke nicht. Der Al2O3-Gehalt in der Schlacke beträgt 1,25 %, was wenig Einfluss auf die Schmelztemperatur der Schlacke hat. (4) MnO: MnO hat einen geringeren Einfluss auf die Schmelztemperatur der Schlacke als MgO. Es kann die Schmelztemperatur der Schlacke bei einer Basizität von 1,5 leicht erhöhen, was nicht nur unschädlich, sondern auch vorteilhaft für die Ofenauskleidung ist. (5) MgO: Wie in Abbildung 2(b) gezeigt, kann eine Erhöhung des MgO-Gehalts die halbkugelförmige Temperatur der Schlacke deutlich erhöhen.
3. Faktoren, die die Schmelzgeschwindigkeit der Schlacke beeinflussen
(1) Schlacke mit niedrigem TFe-Gehalt. Wenn die Endschlacke des Konverters (FeO) 10 %~15 % beträgt, wenn (TiO2) von 0,85 % auf 2 %, 4 % und 6 % ansteigt, ist der Schmelzratenindex der Schlacke steigt von 1,1 auf 5,1, 8,1 bzw. 8,9, und wenn Al2O3 von 1,8 % auf 4 % und 6 % ansteigt, erhöht sich der Schmelzratenindex von 1,1 auf 5,1 bzw. 4,1, d. h. in Schlacke mit niedrigem TFe-Gehalt erhöhen TiO2 und Al2O3 die Schmelzrate der Schlacke. (2) Schlacke mit hohem TFe-Gehalt. Wenn die Konverter-Endschlacke (FeO) 20 %-25 % beträgt, wenn (TiC)2) von 0,85 % auf 2 %, 4 % und 6 % ansteigt, ändert sich der Index der Schlackenschmelzrate von 8 auf 8,1 und 8,7 bzw. ohne wesentliche Änderung. Wenn Al2O3 von 1,8 % auf 4 % und 6 % ansteigt, erhöht sich der Schmelzratenindex von 8 auf 9 und 9,5, mit einem kleinen Anstieg. Das heißt, in Schlacken mit hohem TFe-Gehalt haben TiO2 und Al2O3 keinen Einfluss auf die Aushärtungsgeschwindigkeit der Schlacke, da unter Bedingungen mit hohem TFe-Gehalt die Schlackenviskosität niedrig ist, sodass der Einfluss von TiO2 und Al2O3 sehr gering ist.
Aus der Diskussion der Schlackenschmelzleistung wird folgende Schlussfolgerung gezogen:
(1) Durch die Reduzierung des TFe-Gehalts in der Schlacke wird nicht nur die Schmelztemperatur der Schlacke erhöht, sondern auch die durch den hohen Fe2O3-Gehalt verursachte nachteilige Wirkung von MnO auf die Schlacke verringert, der Schlackenspritzeffekt verbessert und das Ziel einer langen Ofenlebensdauer erreicht;
(2) Kontrollieren Sie das frühe Schaumspritzen, um den Entphosphorungseffekt und das Schlackenvolumen sicherzustellen und die durch Spritzen verursachte Erosion der Auskleidung zu verringern.
(3) Bei Schlacken mit hohem TFe-Gehalt und hohem Al2O3-Gehalt kann die Gewährleistung eines bestimmten MgO-Gehalts und SiO2-Gehalts den Einfluss von Al2O3 auf die Schmelzpunkttemperatur der Schlacke verringern;
(4) Durch die Reduzierung des FeO-Gehalts (FeO) in der Konverterschlacke wird die Schutzwirkung des Schlackenspritzofens verbessert.
(5) Die Hauptfaktoren, die dazu führen, dass die Schlacke während des Vanadium-Titan-Heißmetallschmelzprozesses dünner wird, sind V2O5, TiO2 und Al2O3. V2O5 bildet mit CaO oder MgO Verbindungen mit niedrigem Schmelzpunkt, um die Auskleidungsoberfläche aufzulösen, und TiO2 bildet mit FeO und MnO Verbindungen mit niedrigem Schmelzpunkt, um in die Auskleidung einzudringen und diese abzulösen. MnO bildet mit CaO oder MgO eine feste Lösung mit hohem Schmelzpunkt, die sich positiv auf den Schutz der Ofenauskleidung auswirkt. Bei niedrigem Fe2O3-Gehalt ist die Al2O3-Ofenauskleidung unbedenklich.
