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电炉炉盖内衬用什么材质的耐火材料?
作者:admin  发布时间:2019-08-22 07:08:13  点击率:597
电炉炉盖内衬是整个炉体最薄弱的环节之一,对该部位耐火材料的选择也是尤其重要。
 
多年以来,硅砖一直是用作电炉炉盖的耐火材料。主要是因为其价格低廉、耐火度较高、质量稳定、高温强度大、耐腐蚀性较强。但由于硅砖体积会急剧膨胀、容易产生剥落、并且会与飞溅物作用而产生熔流现象,掉下进入熔池的硅砖也会改变碱性炉渣的性质,致使炉壁耐火材料破坏严重,同时也干扰了电炉的冶炼操作。所以目前已基本被取代,现阶段电炉炉盖内衬主要采用的耐火材料是高铝砖、碱性耐火砖和相对应的不定形耐火浇注料或耐火捣打料等。它们的优点是:熔点高,耐剥落性能好,抗渣性强,软时粘性和和荷重软化点高,炉盖内衬耐火材料寿命大大提高。
 
国际标准GB2991-87将电炉炉盖用高铝砖按Al2O3的百分比含量分为DL-80、DL-75、DL-65三种牌号。
 
电炉炉盖用耐火砖的性能,其中铝铬砖采用特殊结合剂制作,气孔的大小与分布状态比较理想,高温抗折强度高,抗热震性能好,抗渣侵蚀能力强,比较实用与电炉炉顶用作衬体耐火材料,效果较好。
 
日本等国家的电炉炉盖,高铝砖主要用于小炉顶、电机孔和排烟孔的周围,使用寿命比硅砖高1~2倍。主炉顶内衬耐火材料则破边采用碱性耐火砖砌筑。由于炉盖寿命提高,每吨钢用耐火材料也相比硅砖炉盖降低约20%。
 
美国、英国电炉炉盖内衬耐火材料则采用硅酸铝质耐火砖较多,氧化铝含量为65%~85%,可分为烧成砖和不烧砖两种。其硅酸铝质耐火砖品种分为:Al2O3为70%的标准高铝砖,Al2O3为80%的烧成高铝砖,Al2O3为80%~85%的磷酸盐结合不烧高铝砖和各种莫来石砖。这些耐火砖的共同特点是抗热震性优良,能抵抗因电炉炉盖温度波动而引起的破坏作用,使用效果较好。
 
法国在80t超高功率电炉炉盖内衬耐火材料上,采用高铝砖砌筑,使用寿命为141炉次,炼至91炉次后进行过一次中修,吨钢耐火材料消耗为2.75kg;采用铝铬砖代替高铝砖砌筑炉顶内衬耐火材料后,炉龄达到了254炉次,吨钢耐火材料消耗降低到1.0kg以下。
 
意大利某钢厂在25t电炉炉盖内衬耐火材料上,侵蚀严重的部位用铝铬砖砌筑,其余部位则用高铝砖和刚玉质耐火浇注料,使用寿命比全用高铝砖的提高了50%。
 
德国某钢厂在100/115t超高功率电炉内衬耐火材料上,采用普通高铝砖砌筑时,炉龄仅为55~60炉次,后来在侵蚀严重部位采用STAC-803铝铬砖和刚玉质耐火捣打料后,炉龄提高了近1倍。
 
近年来,各国在电炉炉顶上,普遍采用碱性砖砌筑,其品种有不烧或烧成的镁铬砖,直接结合镁铬砖和白云石砖等。俄罗斯某厂在电炉筑炉顶耐火材料采用烧结料镁铬砖,小炉顶耐火材料则用电熔镁铬砖,冶炼不锈钢,炉顶衬体损毁较均衡,使用寿命达到了134炉次。德国在电炉炉顶耐火材料上采用白云石砖砌筑,使用寿命为100炉次左右,该类炉顶耐火砖的使用寿命与高铝砖的相似,但费用降低了35%。
 
虽然碱性耐火砖耐高温和抗渣侵蚀能力强,但其线膨胀系数较大,炉顶容易变形,从而导致衬体耐火材料崩裂,影响使用。为此,国外从炉顶结构上入手,将炉顶分为为若干个单元,每个单元自成系统,单元之间又能互相止推,从而抵消了因耐火砖的膨胀而带来的不良影响。此种结构被称作吊挂止推式炉顶结构,获得了较好的使用效果。例如,英国某厂采用吊挂止推式结构后,电炉炉龄提高了近50%。另外,还有环式吊挂结构炉顶,应力分布比较均匀,施工也很方便,使用时,炉衬耐火材料蚀损均衡,寿命较高。
 
再者,碱性耐火砖密度比高铝砖和硅砖的大,炉顶钢结构也比较复杂,因此整个炉顶的重量增加,相应需要较大的提升或碹砖设备,厂房空间也要抬高,使用时受到一定限制。
 
各国在电炉炉顶耐火材料上,以前一般采用高铝质耐火捣打料作衬体,也有使用高铝质耐火混凝土火镁铬质耐火捣打料的。现如今,普遍使用高铝质耐火浇注料,施工方便,寿命相对也比较长。
 
炉顶排烟孔和小炉顶上的电极均为圆形,需用异型耐火砖砌筑,施工困难。因此,该部位一般使用不定形耐火材料制作,能形成坚实的整体炉衬,使用寿命较长,而且施工方便。有的厂在中小型电炉炉顶上,全部用不定形耐火材料作衬体,并与锚固耐火砖配合使用,效果也比较不错。
 
随着现代超高功率电炉的发展,炉顶衬体耐火材料工作环境更加苛刻,在这种情况下,电炉炉顶大多采用综合性炉衬耐火材料,获得了较好的使用效果。
 
西欧耐火材料联合会认为,在有水冷炉壁的电炉炉顶耐火材料上,混合使用高铝砖、铝铬砖和合适的不定形耐火材料,其使用寿命可比单独用高铝砖的提高1倍左右。另外,电炉炉顶耐火材料采用少量的碱性耐火砖与高铝砖和高铝质浇注料或捣打料制成综合炉衬,使用效果较好,而且比较经济。
 
近期,某些电炉厂采用水冷炉盖,整个炉盖都通过水冷却,只在3个点击孔周围衬以耐火砖,以防止电极和水冷炉盖之间起弧。另外,在炉盖下面打结一层镁砂,以减少热损。这种炉盖使用寿命长,电耗增加不大,而且节约了耐火材料,降低了成本,具有很大的发展前途。
 
日本钢管公司在30t电炉炉顶上,除小炉顶外,主炉顶实行水冷达70%~80%,炉龄达到3000炉次;另一公司在40t电炉炉顶的外环上,采用16块水冷箱板,小炉顶用化学结合镁铬砖砌筑,电极孔周围用高铝质耐火捣打料捣制,其炉龄由190炉次提升到600炉次左右。由此可见,水冷炉盖的使用效果非常明显。
 
为了进一步延长电炉炉盖内衬用耐火材料的使用寿命,应着重注意以下几个方面:
 
1、改进炉盖材质,采用最佳的耐火材料。
 
2、提升炉盖内衬耐火材料的拱度和炉盖中央到熔池面的高度。
 
3、采用水冷炉盖。
 
4、合理操作并定期进行维护。
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