Vật liệu kim loại chính để sản xuất thép chuyển đổi là sắt nóng chảy. Tiêu thụ sắt nóng chảy của máy chuyển đổi 100 tấn là 970~1000kg/t thép, chiếm khoảng 90% tổng tải trọng. Thép phế liệu chủ yếu bao gồm gang, đầu cắt cốt thép, đầu và đuôi cắt phôi đúc liên tục.
Các nguyên nhân chính gây xói mòn lớp lót bộ chuyển đổi là:
(1) Tác động của sắt nóng chảy và thép vụn lên lớp lót;
(2) Xói mòn cơ học của thép nóng chảy, xỉ và khí lò trên lớp lót trong quá trình nấu chảy;
(3) Xói mòn hóa học của xỉ và khí lò trên lớp lót;
(4) Hư hỏng lớp lót do làm mát và sưởi ấm nhanh chóng;
(5) Xói mòn lớp lót do tia oxy. Công suất của bộ chuyển đổi 100t là 92-95t, tốc độ dòng oxy thổi phía trên là 18000~19500m3/h và sau khi lò thổi thép đầu tiên hoàn thành và thép nóng chảy được thải ra , độ sâu cọ rửa của lớp lót bộ chuyển đổi được đánh giá. Trục ngang là chiều cao của đường tâm bộ biến đổi tính từ điểm thấp nhất của đáy bộ biến đổi là 0.
Ở các vị trí súng khác nhau, độ sâu cọ rửa đáy lò bằng tia oxy không khác nhau nhiều. Sự cọ rửa lớp lót trong bể nóng chảy là nghiêm trọng nhất. Khi vị trí súng tăng lên, độ sâu cọ rửa của lớp lót trong bể nóng chảy tăng lên. Đối với thành lò phía trên bể nóng chảy, mức độ cọ rửa yếu dần khi tăng chiều cao vị trí súng.
Hiệu suất nóng chảy của xỉ ảnh hưởng đến quá trình nấu chảy và bảo vệ xỉ bắn tung tóe, sau đó ảnh hưởng đến tuổi thọ của lớp lót.
1. Ảnh hưởng của V và Ti trong sắt nóng chảy
Dạng tồn tại của vanadi trong xỉ thép chứa vanadi được xác định bằng tính toán nhiệt động là V2O5, còn dạng tồn tại của titan là TiO2. Ảnh hưởng của V2O5 đến việc giảm nhiệt độ nóng chảy của xỉ thép lớn hơn FeO. Khi hàm lượng V2O5 thấp, ảnh hưởng của V2O5 đến nhiệt độ nóng chảy của xỉ CaO-SiO2 là rất đáng kể, đặc biệt khi CaO/SiO2 lớn hơn hoặc bằng 1,5 thì tốc độ khử là lớn nhất. Vì vậy, sự có mặt của V2O5 trong xỉ sẽ có ảnh hưởng xấu đến lớp lót của gạch cacbon magie. Biên độ tạo bọt của hệ xỉ luyện thép cơ bản chứa TiO2 là lớn nhất khi độ bazơ của xỉ là 2,1 và TiO2 là 4%~6%. Việc tạo bọt nghiêm trọng và phản ứng trong lò rất khốc liệt, điều này làm tăng khả năng ăn mòn kim loại và xỉ trên lớp lót chuyển đổi.
2. Ảnh hưởng của thành phần xỉ đến nhiệt độ nóng chảy xỉ
TFe trong xỉ: Độ kiềm cuối cùng của xỉ chuyển đổi là 3,5~4.0, 6%~10% MgO. Các phép đo thực nghiệm cho thấy TFe trong xỉ có ảnh hưởng đáng kể đến nhiệt độ nóng chảy của xỉ, như trong Hình 2(a). Khi hàm lượng TFe trong xỉ tăng thì nhiệt độ nóng chảy của xỉ giảm. Theo công thức thực nghiệm: Nhiệt độ nóng chảy=0.7498×MgO%+4.5017×R-10.5335×TFe+1582, trong đó R là tính bazơ của xỉ. Khi hàm lượng TFe đạt trên 20%, nhiệt độ nóng chảy dao động từ 1320 đến 1395 độ. (2) TiO2: Cứ tăng 1% hàm lượng TiO2 thì nhiệt độ bán cầu của xỉ cuối cùng giảm khoảng 5 độ. Khi hàm lượng TiO2 còn 3,5% thì nhiệt độ ở bán cầu giảm 17,5 độ. (3) Al2O3: Khi không có Fe2O3 thì Al2O3 trong xỉ sẽ không làm giảm nhiệt độ chất lỏng của xỉ. Hàm lượng Al2O3 trong xỉ là 1,25%, ít ảnh hưởng đến nhiệt độ nóng chảy của xỉ. (4) MnO: MnO có ảnh hưởng đến nhiệt độ nóng chảy của xỉ nhỏ hơn MgO. Nó có thể làm tăng một chút nhiệt độ nóng chảy của xỉ ở độ bazơ là 1,5, điều này không chỉ vô hại mà còn có lợi cho lớp lót lò. (5) MgO: Như thể hiện trong Hình 2(b), việc tăng hàm lượng MgO có thể làm tăng đáng kể nhiệt độ bán cầu của xỉ.
3. Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ nóng chảy của xỉ
(1) Xỉ TFe thấp. Khi xỉ cuối cùng của bộ chuyển đổi (FeO) là 10%~15%, khi (TiO2) tăng từ 0.85% lên 2%, 4% và 6%, chỉ số tốc độ nóng chảy của xỉ tăng lần lượt từ 1,1 lên 5,1, 8,1 và 8,9 và khi Al2O3 tăng từ 1,8% lên 4% và 6% thì chỉ số tốc độ nóng chảy tăng tương ứng từ 1,1 đến 5,1 và 4,1, tức là ở xỉ TFe thấp, TiO2 và Al2O3 làm tăng tốc độ nóng chảy của xỉ. (2) Xỉ TFe cao. Khi xỉ cuối cùng của bộ chuyển đổi (FeO) là 20%-25%, khi (TiC)2) tăng từ 0,85% lên 2%, 4% và 6% thì chỉ số tốc độ nóng chảy xỉ thay đổi từ 8 đến 8,1 và 8,7 , tương ứng, không có thay đổi đáng kể. Khi Al2O3 tăng từ 1,8% lên 4% và 6%, chỉ số tốc độ nóng chảy tăng từ 8 lên 9 và 9,5, với mức tăng nhỏ. Nghĩa là, trong xỉ TFe cao, TiO2 và Al2O3 không ảnh hưởng đến tốc độ đóng rắn của xỉ, vì trong điều kiện TFe cao, độ nhớt của xỉ thấp nên ảnh hưởng của TiO2 và Al2O3 là rất nhỏ.
Thông qua thảo luận về hiệu suất nấu chảy xỉ, người ta kết luận rằng:
(1) Giảm hàm lượng TFe trong xỉ không chỉ làm tăng nhiệt độ nóng chảy của xỉ mà còn làm giảm tác động bất lợi của MnO đối với xỉ do Fe2O3 cao gây ra, cải thiện hiệu ứng xỉ bắn tung tóe và đạt được mục đích kéo dài tuổi thọ lò;
(2) Kiểm soát việc phun bọt sớm để đảm bảo hiệu quả khử phospho và thể tích xỉ, đồng thời giảm xói mòn lớp lót do bắn tung tóe;
(3) Đối với xỉ có hàm lượng TFe cao, hàm lượng Al2O3 cao, việc đảm bảo hàm lượng MgO và hàm lượng SiO2 nhất định có thể làm giảm ảnh hưởng của Al2O3 đến nhiệt độ nóng chảy của xỉ;
(4) Giảm hàm lượng FeO - (FeO) trong xỉ chuyển đổi sẽ nâng cao tác dụng bảo vệ lò bắn xỉ;
(5) Các yếu tố chính khiến xỉ trở nên mỏng hơn trong quá trình nấu chảy kim loại nóng vanadi-titan là V2O5, TiO2 và Al2O3. V2O5 tạo thành các hợp chất có điểm nóng chảy thấp với CaO hoặc MgO để hòa tan bề mặt lớp lót, còn TiO2 tạo thành các hợp chất có điểm nóng chảy thấp với FeO và MnO để xâm nhập và bong tróc lớp lót. MnO tạo thành dung dịch rắn có điểm nóng chảy cao với CaO hoặc MgO, có lợi cho việc bảo vệ lớp lót lò. Trong trường hợp hàm lượng Fe2O3 thấp, lớp lót lò Al2O3 vô hại.
