|
转炉寿命
世界经验表明，因长期的变形，转炉寿命是有限的。当炉壳碰到托圈时转炉便走到了终点，通常是20～25a。这个变形是由蠕变引起的。蠕变是高温环境下(>350℃)材料的典型行为。蠕变变形与温度、应力水平和所用材料有关。只有有限的几种可行方法能延长转炉寿命，如冷却炉壳、材料选择和生产操作等。
冷却系统
原则上，设备的强制冷却并不是绝对必要的，自然通风冷却已经足够了。许多实际应用证明了这一点。然而，强制冷却降低了设备温度，对减轻蠕变变形有积极的效果，从而延长了耐火材料的寿命，保证了在生产温度下有更高的屈服强度。一些钢厂对转炉壳应用了冷却系统，如水冷、强制通风、复合气水冷却(气雾冷却)等。最有效的冷却手段是水冷。
材料选择
最初，炉壳材料主要选用耐高温的压力容器钢。为了承受许多未知的载荷与应力，尤其偏重细晶粒钢。这种钢材屈服强度比较低，但在屈服点以亡有相当高的应变硬化容量。其优点是，当发生过载时，会有足够的过余强度，甚至在出现裂纹时也不会发生脆性裂纹扩，裂纹要么终止发展，要么以非常缓慢的速度生长。炉壳用钢一般选用A516Cr．60、Aldur41、Altherm4l、WStE285、WStE355、P275NH、P355NH等。
这个原则对新转炉仍然是有效的，但最近的10—15年内，由于使用了镁碳砖、溅渣护炉技术等，炉衬寿命延长。这些变化导致炉壳温度上升，促进了蠕变效应，致使炉壳寿命缩短。为了抵消蠕变效应，更多的选用了抗蠕变材料，如A204Cn60、16M03、A387Cn11、A387Cr．22、13CrM044等。不利的因素是这些钢材具有昔通晶粒尺寸，且焊接困难。
悬挂系统是转炉的一个重要零部件。理想的悬挂系统不应该影响炉壳的行为，生产中无须维护。在过去的数年中开发出了许多不同的转炉悬挂系统。最初，托圈与转炉是一体的，但很快就分开了。各种悬挂系统的原理基础是不同的，例如，日本采用刚性系统，与“自由转炉”对立。刚性托圈抑制了炉壳的变形，但对热膨胀的任何约束都会产生非常高的应力，增加了炉壳产生裂纹的机会。
要允许转炉膨胀或者变形，且托圈不能制造附加应力，这就要求将悬挂系统设计成静定的。根据这一原理，VAI开发了一系列转炉悬挂系统，如托架系统、VAI-CONDisk、VAI-CONLink、VM-CONQuick等。VM-CONLink是一个无需维护的悬挂系统，它的设计获得了良好的应用反馈。一个典型的应用是巴西保利斯塔黑色冶金公司的160t转炉。其尺寸参数为：钢水量160t、容积160m3、炉容比1．0m3／t、转炉高8920mm、炉身部炉壳厚度70mm、底锥厚度55mm、碟形底厚度55mm、转炉外径7300mm。炉壳材质为Mo合金钢16Mo3(相当于ASTMA204GrB)。托圈采用箱型截面焊接结构，与炉壳间隙250mm，以便与炉身空冷板组装在一起。上锥装备了已经被充分验证的水冷系统。这两个冷却系统主要是延长耐火炉衬的寿命，同时也冷却炉壳。该转炉采用了VAI-CONLink悬挂系统。出于冶金上的原因，炉壳上装备了6个炉底搅拌风口。
转炉技术
与转炉设计一道，现代先进的转炉技术包括：
*使用惰性气体的炉底搅拌和少渣操作改善了冶金过程；
*大量的二次冶金并入了转炉技术中；
*计算机工艺自动化及相关传感器技术提高了质量、生产效率、生产安全性，降低了生产成本；
*用于设备平稳操作的工具、装备，易维护性，以及寿命延长的耐材；
*提高废弃物环境兼容性的系统。
|
