平爐爐底從精煉的角度,可以說是最重要的部位,耐火材料技術(shù)方面沒有特別的變化。首先,在二戰(zhàn)結(jié)束后各種物資不足的時(shí)期,以生白云石爐底代替以往的氧化鎂爐底,在國內(nèi)外各公司所進(jìn)行的嘗試具有很深的意義。各公司的試用的結(jié)果與氧化鎂打結(jié)爐底相比耐用性等方面差的情況較多(理論上也是如此),不管怎樣, 在應(yīng)用上可能這一點(diǎn)是清楚的。另外,日本制鋼所、室蘭的試驗(yàn)結(jié)果報(bào)道了與氧化鎂耐火磚相比其良好的耐火材料消耗指標(biāo),這可能和焦油結(jié)合劑的試用有關(guān)。
爐底不僅在保持鋼液停留、精煉反應(yīng)所進(jìn)行手段的耐用性方面必要,在平爐爐底的情況下,提供脫碳反應(yīng)過程中CO產(chǎn)生的核也是人們所能夠期望的,如圖1所示。上述的生白云石(碳酸鹽)爐底這一點(diǎn)上,也包括CO2氣體產(chǎn)生的影響是如何的舉動(dòng)目前尚不清楚。
平爐爐底耐火材料與二戰(zhàn)前相比,大體上有氧化鎂(MgO)類和白云石(MgO-CaO)類,氧氣煉鋼法中使用壓倒性的鎂磚。但是,歐洲氧氣使用量少的平爐當(dāng)中,當(dāng)時(shí)也有不少使用傳統(tǒng)的白云石磚的工廠。在這種情況下,白云石耐火磚爐底有以下兩種:
(A) 焦油白云石打結(jié)爐底:白云石砂中加煤焦油打結(jié)施工。
(B) 克雷斯皮爐底:干式打結(jié)輕燒白云石粉成型。
特別是克雷斯皮爐底,由于不含結(jié)合劑可能快速升溫。作為其他的方法,實(shí)施了多次反復(fù)向爐底耐火材料(如鎂砂和輕燒白云石的混合物)噴補(bǔ)和燒結(jié),在層狀中制作燒結(jié)爐底的方式,(燒結(jié)爐底法),但存在作業(yè)時(shí)間長的缺點(diǎn)。
平爐操作條件:由于氧氣使用量增加的嚴(yán)酷性使?fàn)t底的負(fù)荷增大,不能忽視操作中爐底修補(bǔ)作業(yè)(熱狀態(tài)下修理爐底)所產(chǎn)生的生產(chǎn)阻礙。從爐床損耗結(jié)構(gòu)的研究看,判明了由于渣等爐內(nèi)物質(zhì)的浸蝕、由于渣的浸蝕產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)剝落,由于高溫狀態(tài)下的體積變化而產(chǎn)生龜裂所造成的剝離下浮,以及進(jìn)一步的由于鐵水、 鋼水侵蝕到龜裂處促進(jìn)了剝落進(jìn)一步發(fā)生等一系列現(xiàn)象,打結(jié)爐底的缺點(diǎn)是體積密度不足(最好是2.8g/cm3)和層狀的潛在龜裂。作為其對策之一的嘗試即所謂耐火磚爐底,最初在美國不斷的進(jìn)行,日本也進(jìn)行了嘗試。雖然,取得了人們所期望的效果,但沒能夠擴(kuò)大普及,我們認(rèn)為還是由于耐火磚砌筑作業(yè)、機(jī)械化作業(yè)方面的原因所造成的。
為使?fàn)t底施工合理化,1950年未期,在Bethlehen Steel公司的平爐上嘗試了振動(dòng)澆注工藝法,得到了施工時(shí)間,作業(yè)工時(shí)為原來的約1/3的實(shí)際效,結(jié)果也未得到普及。
平爐的修補(bǔ)技術(shù),作為技術(shù)上的對象基本還是技能型的,爐頂?shù)母鼡Q、爐底熔損部的修補(bǔ)等不得不依靠人工作業(yè),投入人力借助于電鏟、借助投射機(jī)投入爐底修補(bǔ)用耐火材料的方式反應(yīng)了當(dāng)時(shí)的現(xiàn)狀。爐底修補(bǔ)過程中,使用了各種耐火材料(粉狀、粒狀)。把焦油白云石和苦鹽所攪拌的鎂砂用電鏟投入到爐內(nèi),投射機(jī)可以把生白云石、燒成白云石砂投射到爐底的修補(bǔ)部位這些修補(bǔ)用耐火材料是以促進(jìn)在爐內(nèi)的燒結(jié),向爐底部位熔融附著來提高修補(bǔ)效果為目的,同時(shí),也進(jìn)行了添加少量氧化鐵和渣子的方式來提高修補(bǔ)效果。雖然沒有測定修補(bǔ)效果的(附著率)方法,但可以推斷其效果,這是由于提高了作為造渣材料中的MgO濃度,起到了防止耐火材料熔損的作用。
平爐中所列舉的具有效果的修補(bǔ)技術(shù),從1950年后半期開始在美國迅速普及,日本也于1960年前后引進(jìn)了此項(xiàng)技術(shù),這項(xiàng)技術(shù)是熱噴補(bǔ)技術(shù)。熱噴補(bǔ)裝置使用干式和濕式兩種方法:通過修補(bǔ)使平爐爐頂壽命提高了1.5~2.0倍。此種熱噴補(bǔ)技術(shù),通過平爐的爐頂、側(cè)壁等實(shí)際經(jīng)驗(yàn)的發(fā)展進(jìn)步,同樣也應(yīng)用于電爐;熱噴補(bǔ)用耐火材料當(dāng)中,氧化倍質(zhì)、鉻鎂質(zhì)、氧化鎂質(zhì)等為主的堿性材質(zhì)與其熱噴補(bǔ)裝置并行相繼被開發(fā)出來,可以說,其中也適合于轉(zhuǎn)爐應(yīng)用的這項(xiàng)技術(shù)的基礎(chǔ),已經(jīng)在50年代到60年代期間在平爐工藝中形成。