Il materiale metallico principale per la produzione dell'acciaio da convertitore è il ferro fuso. Il consumo di ferro fuso del convertitore da 100 t è di 970~1.000 kg/t di acciaio, pari a circa il 90% del carico totale. I rottami di acciaio comprendono principalmente ghisa, teste di taglio per tondo per cemento armato e teste e code di taglio per billette a colata continua.
Le principali cause di erosione del rivestimento del convertitore sono:
(1) Impatto del ferro fuso e dei rottami di acciaio sul rivestimento;
(2) Erosione meccanica dell'acciaio fuso, delle scorie e del gas del forno sul rivestimento durante il processo di fusione;
(3) Erosione chimica delle scorie e del gas del forno sul rivestimento;
(4) Danni al rivestimento causati da raffreddamento e riscaldamento rapidi;
(5) Erosione del rivestimento mediante getto di ossigeno. La capacità di un convertitore da 100t è 92-95t, la portata di ossigeno soffiato dall'alto è di 18.000~19.500 m3/h e dopo che il primo forno di soffiaggio dell'acciaio è stato completato e l'acciaio fuso è stato scaricato , viene valutata la profondità di abrasione del rivestimento del convertitore. L'asse orizzontale è l'altezza della linea centrale del convertitore calcolata dal punto più basso della parte inferiore del convertitore come 0.
A seconda della posizione della pistola la profondità di lavaggio del fondo del forno da parte del getto di ossigeno non varia molto. L'abrasione del rivestimento del bagno di fusione è la più grave. All'aumentare della posizione della pistola, aumenta la profondità di abrasione del rivestimento nel bagno di fusione. Per la parete del forno sopra il bagno di fusione, il grado di purga diminuisce gradualmente con l'aumento dell'altezza della posizione della pistola.
La prestazione di fusione delle scorie influisce sul processo di fusione e sulla protezione dagli schizzi di scorie, quindi influisce sulla durata del rivestimento.
1. L'influenza di V e Ti nel ferro fuso
La forma di esistenza del vanadio nelle scorie di acciaio contenenti vanadio è determinata mediante calcolo termodinamico come V2O5 e la forma di esistenza del titanio è TiO2. L'influenza del V2O5 sulla riduzione della temperatura di fusione delle scorie di acciaio è maggiore di quella del FeO. Quando il contenuto di V2O5 è basso, l'effetto di V2O5 sulla temperatura di fusione delle scorie CaO-SiO2 è molto significativo, soprattutto quando CaO/SiO2 maggiore o uguale a 1,5, il tasso di riduzione è massimo. Pertanto, la presenza di V2O5 nelle scorie avrà un effetto negativo sul rivestimento del mattone di magnesia-carbonio. L'ampiezza della formazione di schiuma del sistema di scorie di base della produzione dell'acciaio contenente TiO2 è massima quando la basicità delle scorie è 2,1 e il TiO2 è pari al 4%~6%. La formazione di schiuma è intensa e la reazione nel forno è feroce, il che aumenta l'erosione del metallo e delle scorie sul rivestimento del convertitore.
2. Effetto dei componenti della scoria sulla temperatura di fusione della scoria
TFe nelle scorie: la basicità delle scorie finali del convertitore è 3,5~4,0, 6%~10% MgO. Le misurazioni sperimentali mostrano che il TFe nelle scorie ha un effetto significativo sulla temperatura di fusione delle scorie, come mostrato nella Figura 2 (a). Quando il contenuto di TFe nelle scorie aumenta, il punto di fusione delle scorie diminuisce. Secondo la formula empirica: Temperatura di fusione=0.7498×MgO%+4.5017×R-10.5335×TFe+1582, dove R è la basicità della scoria. Quando il contenuto di TFe raggiunge più del 20%, la temperatura di fusione varia da 1320 a 1395 gradi. (2) TiO2: per ogni aumento dell'1% del contenuto di TiO2, la temperatura emisferica delle scorie finali diminuisce di circa 5 gradi. Quando il contenuto di TiO2 è del 3,5%, la temperatura emisferica diminuisce di 17,5 gradi. (3) Al2O3: In assenza di Fe2O3, Al2O3 nelle scorie non ridurrà la temperatura del liquidus delle scorie. Il contenuto di Al2O3 nelle scorie è dell'1,25%, il che ha poco effetto sulla temperatura di fusione delle scorie. (4) MnO: MnO ha un effetto minore sulla temperatura di fusione delle scorie rispetto a MgO. Può aumentare leggermente la temperatura di fusione delle scorie ad una basicità di 1,5, il che non solo è innocuo ma anche vantaggioso per il rivestimento del forno. (5) MgO: come mostrato nella Figura 2(b), l'aumento del contenuto di MgO può aumentare significativamente la temperatura emisferica delle scorie.
3. Fattori che influenzano la velocità di fusione delle scorie
(1) Scorie a basso contenuto di TFe. Quando le scorie finali del convertitore (FeO) sono pari all'10%~15%, quando (TiO2) aumenta da 0,85% al 2%, 4% e 6%, l'indice della velocità di fusione del le scorie aumentano rispettivamente da 1,1 a 5,1, 8,1 e 8,9 e quando Al2O3 aumenta da 1,8% a 4% e 6%, l'indice della velocità di fusione aumenta da Rispettivamente da 1.1 a 5.1 e 4.1, cioè in scorie a basso contenuto di TFe, TiO2 e Al2O3 aumentano la velocità di fusione delle scorie. (2) Scorie ad alto contenuto di TFe. Quando la scoria finale del convertitore (FeO) è del 20%-25%, quando (TiC)2) aumenta da 0,85% a 2%, 4% e 6%, l'indice di velocità di fusione della scoria cambia da 8 a 8,1 e 8,7 , rispettivamente, senza cambiamenti significativi. Quando Al2O3 aumenta dall'1,8% al 4% e al 6%, l'indice della velocità di fusione aumenta da 8 a 9 e 9,5, con un piccolo aumento. Cioè, nelle scorie con alto TFe, TiO2 e Al2O3 non influenzano la velocità di indurimento delle scorie, perché in condizioni di alto TFe, la viscosità delle scorie è bassa, quindi l'influenza di TiO2 e Al2O3 è molto piccola.
Attraverso la discussione delle prestazioni di fusione delle scorie, si conclude che:
(1) La riduzione del contenuto di TFe nelle scorie non solo aumenta la temperatura di fusione delle scorie, ma riduce anche l'effetto negativo di MnO sulle scorie causato da un elevato Fe2O3, migliora l'effetto degli schizzi di scorie e raggiunge lo scopo di una lunga durata del forno;
(2) Controllare i primi schizzi di schiuma per garantire l'effetto di defosforizzazione e il volume delle scorie e ridurre l'erosione del rivestimento causata dagli schizzi;
(3) Per le scorie ad alto contenuto di TFe con un elevato contenuto di Al2O3, garantire un determinato contenuto di MgO e SiO2 può ridurre l'effetto di Al2O3 sulla temperatura del punto di fusione delle scorie;
(4) La riduzione del contenuto di FeO - (FeO) nelle scorie del convertitore migliorerà l'effetto di protezione del forno con spruzzi di scorie;
(5) I principali fattori che causano l'assottigliamento delle scorie durante il processo di fusione del metallo caldo di vanadio-titanio sono V2O5, TiO2 e Al2O3. V2O5 forma composti a basso punto di fusione con CaO o MgO per dissolvere la superficie del rivestimento, mentre TiO2 forma composti a basso punto di fusione con FeO e MnO per penetrare e staccare il rivestimento. MnO forma una soluzione solida ad alto punto di fusione con CaO o MgO, utile per proteggere il rivestimento del forno. In caso di basso contenuto di Fe2O3 il rivestimento del forno Al2O3 è innocuo.
