기본 산소로용 내화물

기본 산소로용 내화물

  BOF(Basic Oxygen Furnace)용 내화물 개발의 주요 목적은 마모 라이닝의 유용한 라이닝 수명을 확보하여 BOF의 가용성을 최대화하는 것입니다. 라이닝 수명이 길어지면 내화물 비용이 낮아질 뿐만 아니라 용광로 가용성을 높여 생산성을 높일 수 있습니다.

다음은 BOF 내화물의 기본 요구사항입니다.

• 열 박리 저항
• 내식성
• 내마모성
• 산화 저항
• 열간 파단 계수

BOF는 일반적으로 영구 안감으로 안감 처리되어 있으며 그 위에 마모 안감이 있습니다. 영구 라이닝 두께는 100mm에서 120mm까지 다양할 수 있으며 BOF 전체 높이에 부여된 크롬 마그네사이트 영구 라이닝으로 만들어집니다.

BOF의 마모 라이닝에 사용할 수 있는 내화물은 타르 또는 피치 결합 백운석 또는 마그네시아(MgO), 크롬 마그네사이트 또는 마그네슘 크롬 내화물에서 수지 결합, 금속, 흑연 및 소결 및/또는 소결 및/또는 소결로 만들어진 고급 내화물에 이르기까지 다양합니다. 99%의 순도를 가질 수 있는 융합 마그네시아. 벽돌은 BOF 열 주기 전반에 걸쳐 고온과 빠르게 변화하는 조건/환경을 견딜 수 있는 중요한 물리적 특성의 조합으로 설계되었습니다. BOF 내화물의 우수한 성능을 위해서는 고온강도, 내산화성, 내슬래그성 등 다양한 특성의 균형이 필요합니다.

1950년대 제강의 BOF 공정이 도입되었을 때 전로에는 타르 백운석 벽돌과 안정화된 소성 백운석 벽돌이 늘어서 있었습니다. 이 내화물은 그런 다음 합성 마그네시아 백운석 클링커로 만든 반 안정화 소성 백운석 벽돌과 타르 결합 및 소성 벽돌로 대체되었습니다. 일부 BOF의 라이닝에는 크롬 마그네사이트 또는 마그네슘 크롬 내화물이 사용되었습니다. 일부 BOF 라이닝에는 고순도 소성 마그네시아 벽돌이 사용되었습니다. 1970년대 후반에 부식 및 쪼개짐 저항성이 있는 마그네시아-탄소 벽돌이 개발되어 BOF 라이닝에 빠르게 사용되었습니다. 이 벽돌은 부식성 고염기성 슬래그에 대한 마그네시아의 내성과 흑연(탄소)의 높은 열전도도 및 낮은 젖음성을 활용합니다. 오늘날 BOF의 라이닝에 마그네시아-탄소 내화물을 사용하는 관행이 매우 일반적이 되었습니다.

마그네시아 – 탄소 벽돌의 안정성은 흑연의 산화를 방지하고 마그네시아 클링커의 내식성을 향상시켜 증가시킬 수 있습니다. 흑연의 산화는 알루미늄, 마그네슘과 같은 산화하기 쉬운 금속, 알루미늄, 탄화규소(SiC), 탄화붕소(B4C)와 같은 탄화물, 붕화칼슘(CaB6)과 같은 붕화물을 첨가하여 방지합니다. 고순도 흑연을 사용하여 산화도 방지합니다. 전기융합 마그네시아 또는 해수 마그네시아를 사용하여 마그네시아 클링커의 순도를 높여 마그네시아의 내식성을 향상시킵니다. 또한 마그네시아 클링커의 입자 크기 분포를 최적화하여 개선되었습니다. 서비스 중 열응력 완화를 위해 지르콘(ZrSiO4)이 첨가된 마그네시아 탄소 벽돌도 개발되었습니다.

현대의 고순도 마그네시아는 잘 통제된 공정을 통해 생산됩니다. 마그네시아의 주요 공급원은 종종 깊은 우물이나 해수에서 나오는 염수입니다. 수산화마그네슘, Mg(OH)2는 소성된 백운석 또는 석회석과의 반응에 의해 이러한 공급원으로부터 침전된다. 생성된 수산화마그네슘 슬러리는 고체 함량을 증가시키기 위해 여과된다. 그런 다음 필터 케이크는 회전 가마로 직접 공급되어 내화 등급 마그네시아를 생산합니다. 오늘날 필터 케이크는 수산화마그네슘을 활성 마그네시아로 전환하기 위해 다중 노상로에서 약 900~1000℃에서 하소됩니다. 이 소성 마그네시아는 일반적으로 약 2000℃ 온도의 샤프트 가마에서 조밀한 내화 등급 마그네시아로 소성하기 위해 연탄 또는 펠릿화됩니다. 최종 제품은 소결 마그네시아입니다. 용융 마그네시아는 내화 등급 마그네시아 또는 기타 마그네시아 전구체를 전기 아크로에서 용융시켜 생산됩니다. 그런 다음 용융 덩어리를 용광로에서 제거하고 냉각하고 내화물 제조에 사용하기 위해 분해합니다. 마그네시아의 불순물은 마그네시아의 원래 공급원(염수 또는 해수)의 조성, 소성된 백운석 또는 석회석의 조성 및 처리 기술에 의해 제어됩니다. 특히 CaO와 SiO2의 비율과 비율이 효과적으로 제어되고 B2O3는 매우 낮은 수준으로 유지됩니다. 이렇게 생산된 고급 내화물 마그네시아는 마그네시아 내화물 생산에 사용됩니다.

BOF의 다른 영역에서 BOF 라이닝이 마모되는 데는 다양한 요인이 있습니다. 따라서 BOF의 구역 라이닝은 마모 균형을 보장하고 이를 통해 BOF 라이닝 수명 연장을 달성하기 위해 BOF의 다른 구역에 다른 유형의 마그네시아 탄소 벽돌 또는 기타 벽돌이 설치된 곳에서 실행됩니다. .BOF의 전형적인 zonal lining은 그림 1에 나와 있습니다.

그림 1 BOF의 일반적인 구역 라이닝

마모 안감의 디자인을 최적화하기 위해서는 균형 잡힌 안감, 즉 마모 패턴에 대한 세심한 연구를 기반으로 변환기 안감의 다양한 구역에 다양한 내화 품질과 두께가 할당된 안감의 개발이 필수적입니다. 균형 잡힌 라이닝에서 내화물은 마모를 덜 받는 것으로 알려진 라이닝의 특정 부분에 더 낮은 품질 또는 더 낮은 내화물 두께가 할당되도록 구역화되는 반면, 더 큰 내마모성과 일반적으로 더 높은 비용의 내화물은 해당 부분에 예약됩니다. 가장 심한 마모를 받게 될 용광로. 구역 라이닝에 대한 다양한 BOF 구역의 마모 조건 및 제안된 내화물은 아래 표 1에 나와 있습니다.

사용 가능한 벽돌 품질이 매우 다양하기 때문에 내화물 비용도 다양합니다. 더 비싼 벽돌은 기존의 타르/피치 결합 백운석 벽돌의 6배나 됩니다. 최근 라이닝 디자인의 업그레이드로 고가의 내화물이 BOF 라이닝에 많이 사용되고 있습니다. 그러나 고비용 내화물의 사용은 BOF 공장의 전반적인 테크노 경제성을 정당화해야 합니다.

예를 들어, 평균 4000개의 열을 처리하는 BOF 작업장에서 라이닝 비용이 25% 증가할 때 내화물 비용을 유지하려면 라이닝 수명을 5000히트까지 늘려야 합니다. 그러나 생산성을 위해 용광로 가용성이 필요한 작업장에서는 생산 요구가 높은 기간에 용광로 가용성이 더 높다면 라이닝 수명의 증가가 적고 내화물 비용이 증가하는 것이 정당화될 수 있습니다.

성능과 비용을 최적화하기 위해 라이닝 디자인이 업그레이드됨에 따라 라이닝 마모에 대한 작동 변수의 영향을 아는 것이 중요합니다. 이 정보를 통해 라이닝 마모에 부정적인 영향을 미치는 매개변수를 제어할 가능성과 라이닝 수명을 연장하기 위한 운영 비용 증가의 경제적 절충안을 더 잘 평가할 수 있습니다. 일반적으로 서브 랜스와 같은 공정 제어를 개선하는 방법은 라이닝 수명에 도움이 됩니다. 또한, 라이닝 수명은 백운석을 충전하여 슬래그 MgO를 제공하고, 형석의 충전 수준을 최소화하고, 플럭스 추가를 제어하고, 슬래그에서 낮은 FeO 수준을 생성하도록 취입하는 방식으로 도움이 됩니다. 가장 비용 효율적인 안감 성능을 얻으려면 이러한 방식을 최적화해야 합니다.

많은 운전조건이 개선되어도 라이닝 설계는 균형마모에 최적화되어 있으며 최고의 벽돌공법을 사용하여 균일하게 마모가 발생하지 않으며, 일반적으로 내화재 포설 및 슬래그 코팅 등의 유지관리를 통해 안감의 수명.