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电弧炉盖用耐火材料

作者:admin 发布日期: 2020-11-12 二维码分享

电弧炉盖的作用是保温和保护环境,以防止粉尘外溢。电弧炉盖中心区域有孔,以便插入电极和加入一些冶金辅料。它不直接接触钢水,但是它暴露在强烈的热震、高温和粉尘的侵蚀等环境下。低熔点的高氧化铁粉尘与电弧炉盖耐火材料发生作用,生成液相和促进了电弧炉盖耐火材料表面的烧结,烧结层和不烧结层的线变化不同,在交界处产生很大的应力,导致了烧结层和非烧结层之间产生裂纹,在2000℃以上电弧光辐射和电极拔出和插入时对电弧炉盖三角区产生强烈的热震和熔蚀,产生很大的热应力进一步促进了三角区的电极孔表面和下部出现逐层剥落,这是电弧炉盖破坏的主要原因。

我国普通功率的小电弧炉较多,一直习惯使用烧成高铝砖,并已经形成了固定标准。烧成电弧炉盖高铝砖在普通小电弧炉盖上的使用寿命一般在60-120炉次范围内。小电弧炉盖水冷面积较少,这也可能是烧成高铝砖炉盖使用寿命不高的原因之一。近年来,随着耐火材料技术的发展,烧成电弧炉顶高铝砖的格局被打破,出现了不烧高铝砖,高铝浇注料预制件。这些产品显著提高了使用寿命,有的达到了150炉次以上;同时节约了能源和施工简单,减少了劳动强度。因此高铝预制件的炉盖逐步占据了主要位置。高铝砖使用比例越来越少。

随着电弧炉炼钢技术的发展,高功率、极大功率电弧炉炼钢比例的增加,炼钢节奏加快,电弧炉盖受到更大强度的热辐射、热震和更多粉尘的作用。因此烧成高铝砖的使用寿命显著降低,它已经不能满足要求。这种情况下电弧炉盖(简称炉盖)电极三角区用刚玉质、铬刚玉质和刚玉镁质的浇注料和预制件。外围顶一般用烧成高铝砖或不烧高铝砖,镁砖以及镁铬砖。这些新材料是近年来开发的新产品,是由生命力的耐火材料。国外用这些浇注料的电炉盖的寿命达到200-400炉次,个别的甚至达到500炉次。不过国内的使用寿命较低,100-300炉次者较多。这有设备、使用操作和产品质量等多方面的原因。在设备方面影响炉盖使用寿命的主要因素是:(1)功率、电弧炉炼钢的极大功率化,使电弧光强度和热辐射强度提高,辐射到炉盖表面温度提高,这样增加了对炉盖耐火材料热震和炉盖表面的烧结收缩。增大了热应力和烧结应力,使剥落加剧。另一方面,极大功率化也导致了粉尘飞溅增多,因此对炉盖耐火材料的侵蚀加大;(2)炉盖水冷面积。为了解决炉盖使用寿命低的问题,炉盖水冷面积也越来越大,现在都达到了70%以上。水冷降低了耐火材料使用量和所用炉盖耐火材料的温度,因此显著提高了使用寿命。在电极孔周围不易水冷,因此用上述的高档耐火材料。为了减少石墨电极消耗和提高三角区耐火材料使用寿命,对石墨电极进行喷水冷却,效果显著。不过国外普遍使用了喷水冷却电极,而国内使用者少,这是石墨电极消耗较高和炉盖三角区耐火材料使用寿命较低的原因之一。在操作方面,就是电弧炉盖打开和关闭次数越多,即产生热震次数越多,耐火材料剥落越厉害,导致使用寿命越低。再就是炼钢温度、炼钢时间、吹氧强度等都对炉盖使用寿命产生很大的影响。耐火材料本身的抗热震性越好,越耐高温和越抗粉尘的侵蚀,它的使用寿命就越高。

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