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電弧爐各部位用耐火材料

作者:耐火澆注料 時間:2019-08-10 11:32   

        電弧爐是以廢鋼為主要原料進行煉鋼的高溫爐,其工作過程是在爐内加入廢鋼,通電時,在電極與廢鋼之間發生電弧而加熱融化爐料,然後進行一系列的冶金化學反應,把廢鋼煉成鋼。那麼電弧爐的各部位用應該怎麼選用耐火材料呢,下面耐火澆注料廠家瑞誠耐材小編把電弧爐所用的耐火材料整理編輯如下:

一、爐蓋

        過雲電弧爐蓋主要用矽磚砌築,但由于其耐火度不高,抗熱震性差,發生渣蝕熔滴和剝落損毀,壽命短。後來普遍采用性能優良的高鋁磚和高鋁質不定形耐火材料,使用壽命比矽磚高2~3倍。随着超高功率電爐的發展,由于煉鋼節奏加快,電弧爐蓋工作條件更加惡劣,相繼開發出了各種結合劑(水玻璃、磷酸、磷酸二氫鋁等)制備的不燒高鋁磚,或在配料中引入矽線石族礦物原料,添加微粉、尖晶石、碳化矽等,提高磚的抗渣性能、高溫體積穩定性及抗熱震穩定性,以滿足超高功率電爐發展的需要。對于爐蓋電極三角區,由于工作條件更為苟刻,一般采用剛玉質、鉻剛玉質和剛玉-尖晶石質的澆注料和預制件,簡化了施工,提高了爐蓋的使用壽命。

二、爐牆

        根據電弧爐熔煉特點、熱工制度和爐渣的性質,爐牆幾乎全部采用堿性耐火材料。對小型電爐,主要用瀝青鎂磚、低檔鎂炭磚、鎂磚補爐等。對高功率及超高功率電爐,由于采用水冷爐壁技術和爐底出鋼,爐牆壽命大大延長。過去永久襯多用鎂質耐火材料,工作襯渣線上部采用直接結合鎂鉻磚或瀝青結合鎂磚,渣線下部及渣線區多采用優質再結合鎂鉻磚、高純鎂磚。近年來,電爐爐牆幾乎全部使用鎂炭磚砌築,特别是渣線和熱點區使用性能非常優良的鎂炭磚,以克服強大的熱負荷和化學侵蝕。電爐爐牆用鎂炭磚性能見下表1。

表1:電爐爐牆用鎂炭磚性能

三、爐底

1、交流電弧爐底

        因為交流電弧爐煉鋼曆史較長,所以其爐底用耐火材料也經曆了幾個發展階段。先是用瀝青焦油鎂砂或鹵水鎂砂打結料搗打爐底,後曾使用鎂磚和低檔次鎂炭磚砌築,現在國内外普遍使用爐底幹式打結料,它施工簡單,施工好後不用烘烤可直接投入使用。國内開發的鎂鈣鐵系幹式振打搗打料用于超高功率電爐爐底,由于它含有低熔點的鐵酸鈣,在升溫到1200度以上時能使材料快速燒結形成緻密的燒結工作層,使用中低熔點相轉變為高熔點相,能最大限度地阻止渣的滲透,工作層下的過渡層和松散的未燒結層還可起到緩沖應力和保溫的作用,具有良好的使用效果。電弧爐底幹式搗打料性能見下表2。這些材料也成功地應用在直流電弧爐底上。

表2    電弧爐底幹式搗打料性能

2、直流電弧爐底

        直流電弧爐與交流電弧爐煉鋼相比較具有操作穩定、簡便,輸入功率高,噪音小,熔煉速度快,生産率高等優點。直流電弧爐與交流電弧爐的主要區别是增設了爐底電極(陽極。以電爐底電極的結構來劃分直流電弧爐的類型,可分為導電的耐火材料底電極和金屬底電極,金屬底電極又分為風冷式金屬觸針(或鋼片)底電極和水冷式1~4根金屬棒底電極。這三種類型的底電極的代表分别是ABB、GHH和CLECIM類型,由于直流電弧爐爐底結構複雜,增加了爐底的不安全因素,因此,直流電弧爐底用耐火材料的開發十分重要。

        對于ABB類型的直流電弧爐,爐底耐火材料即為底電極,一般用導電鎂炭磚砌築:爐底電極采用空氣冷卻,在爐底電極闆上砌築鎂炭磚,為了保證有足夠的導電性,碳含量一般為10%~20%。由于這種爐底可随時進行熱補,還可冷卻下來進行冷補,因此壽命較長。修補料有鎂碳質、鎂鈣碳質和鎂鐵質的導電搗打料。

        對于GHH類型直流電弧爐,在鋼針(片)之間用幹式搗打料作填充,幹式搗打料有鎂鈣鐵質搗打料和鎂碳質、鎂鈣碳質搗打料等。為提高使用壽命,也要對爐底進行修補,用鎂碳質、鎂鈣碳質等導電搗打料進行熱補(把導電鋼針和鋼片埋住)已取得了較滿意的效果。

        對于CLECIM類型的直流電弧爐,是把粗鋼棒固定在爐底闆上,緊靠鋼棒陽極是電極套轉,電極套磚外邊是爐底幹式搗打料。由于鋼水锓蝕、鋼棒局部熔融凝固、爐底闆冷卻和鋼棒膨脹等作用,使電極套磚發生龜裂而損壞,因而電極套磚應具有抗侵蝕性、耐熱沖擊性、高導熱性和耐斷裂性等性能。現用電極套磚有鎂質的、鎂碳質的、鎂鋁質的和鎂鉻質的。

        表3是直流電弧爐底用導電耐火材料的性能,表4為直流電弧爐底電極套磚的性能。

表3     直流電弧爐底用導電耐火材料的性能

表4      直流dianhu電弧爐電極套磚的xi性能

四、出鋼口

        電爐出鋼方式經過一系統革新,相繼出現了偏心底、中心底和圓心底三種出鋼方式 ,三者的共同點是将傳統的槽式出鋼改成了底部出鋼,但在爐底的不同位置。我國引進的超高功率電爐大多數采用偏心底出鋼方式。偏心底出鋼具有出鋼快,鋼水不散流,空氣氧化少,可渣鋼分離出鋼等優點。

        對槽式出鋼的出鋼槽,有磚徹的,也有現場搗打或澆注成型的。在材質方面,有鎂碳質、鋁碳質、碳化矽質、鎂質和高鋁質等,AL2O3-SIC-C質澆注料也取得了很好的使用效果。

        底部出鋼的出鋼口由袖磚、底磚、尾磚搗打料和填料等構成,工作過程是當閘闆關上時,從上邊向出鋼口裡加滿填料,然後裝爐料煉鋼,當閘闆打開時,填料和鋼水從出鋼口流下來。閘闆是機械機構,填料一般是鎂質、矽質和橄榄石質的耐火材料。由于出鋼口基本上不下渣,因此袖磚受熔渣侵蝕很輕,但由于出鋼時的鋼水是未經脫習及合金化的半鋼,氧化性強,所以袖磚應選用抗沖刷、抗氧化性能好的鎂碳磚,國外采用真空油浸樹脂結合鎂碳磚。座磚主要受熔池内鋼水的侵蝕,一般用瀝青結合鎂磚、鎂炭磚。尾磚由于突出于爐體之外,有些鋼廠還在尾磚周圍進行水冷,所以受到很強的熱震和氧化作用,同時為克服金屬粘接問題,一般采用樹脂結合鎂炭磚和AL2O3-SIC-C磚。在袖磚和座磚之間的縫隙一般用鎂質幹式搗打料充填。