转炉炉衬耐火材料的工作环境

转炉炉衬耐火材料由工作层、填充层和永久层组成。工作层直接与钢水、炉渣和炉气接触，不断地受到物理的、机械的和化学的侵蚀作用；填充层介于工作层和永久层之间，一般是用焦油镁砂或焦油白云石料捣打而成，其作用是减轻耐火材料膨胀时对炉壳的挤压，避免损伤永久层，而且便于拆除工作层残砖；永久层用以保护炉壳，可用烧成镁砖、焦油结合镁砖等砌成，修炉时一般不拆换。

    转炉炉衬耐火材料工作层的工作环境如下：

    （1）高温热流的作用。高温热流的作用来自液态金属和炉渣，特别是一次反应区的高温作用，使耐火材料表面软化和熔融。近年来，由于连铸、炉外精炼和冶炼特殊钢的发展，要求进行高温吹炼或高温出钢，温度进一步提高，更加速了炉衬耐火材料的高温熔损。

   （2）机械破损和冲击作用。炉内钢液和熔渣不停地运动，并且搅拌激烈，不断地冲刷炉衬；装废钢和兑铁水时，耐火材料会受到很大的冲击作用；清除炉口附着物时，也会产生撞击等机械作用。

    （3）急冷急热作用。转炉炼钢是周期性进行的。每一炉出完钢后炉衬温度很高，在上下两炉的间隔时间内，炉衬表面温度急剧下降，冶炼下一炉时温度又迅速升高，这样炉衬反复经受急冷急热的作用，尤其是上部炉衬影响最重。

    （4）化学侵蚀作用。炉衬耐火材料的化学侵蚀主要是来自炉渣、炉气和钢水。吹炼过程中，转炉内发生激烈的化学反应，炉渣等会浸透衬砖，使之熔融破损。

    据河南耐火材料厂专家介绍上述各方面对炉衬工作层的作用是相互关联的。例如，机械冲刷冲去了炉衬表面由于炉渣浸透产生的低熔点物质，因而加速了炉渣对炉衬的化学侵蚀。而低熔点物质的生成，又为机械冲刷提供了、易冲除的物质。又如高温作用，既加速了化学侵蚀作用，使炉衬减弱了在高温条件下承受外力的能力，而炉内温度骤变作用会使炉衬产生裂纹，从而加剧了炉衬耐火材料的蚀损和剥落。

    由于炉体各部位所受各种作用有所区别，因此各部位炉衬的侵蚀速度也有所不同。在炉口采用水冷装置的情况下，炉口与炉帽处的损坏大为减弱，但出钢孔的侵蚀仍较严重。

    炉腹是转炉薄弱的环节。其中装料侧、渣线区和耳轴区侵蚀最为严重；装料侧不但受到钢水及炉渣的侵蚀和冲刷，而且还受到废钢及铁水的直接撞击和冲蚀；渣线区主要以渣蚀为主，在出钢侧相对较轻，在排渣侧则较重；耳轴区挂渣较少，耐火材料无保护，含碳内衬易受氧化，除其他损毁原因外，还会受到较重的机械应力的影响。

    在炉缸区域，即第一层大砖处与上部炉衬呈明显“台阶”形，其侵蚀并不严重，炉底破损也比较小，呈“碗形”并不太深，但当熔池过浅时，炉底会受到氧气射流高温作用及氧化铁环流的冲刷，在炉底中央和炉底与炉缸连接处会出现明显的凹坑，比较深，严重时甚至会发生漏钢。 耐火材料各部位的工作环境和破损情况在吹炼的不同时期也是不同的。河南耐火材料厂专家介绍，在吹炼前期，炉渣中含有较高的氧化铁和二氧化硅，并且温度升髙很快，炉衬遭受急热的作用，侵蚀很快，破损也很大；以后在吹炼至7〜8min左右时，侵蚀量一度增加，然后逐渐减慢至吹炼中期，炉渣中氧化铁含量减少，炉内温度趋于稳定，炉衬的侵蚀较少；接近吹炼终点时，即吹炼末期，高温和高氧化铁的综合影响使炉衬侵蚀量又急剧增加，破损更加严重。