電爐系統(tǒng)用耐火材料

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1、第五章電爐系統(tǒng)用耐火材料第1頁電爐照片電爐煉鋼以電能作為主要熱源，使用三相交流電流或直流電流。爐料和電極間直接產(chǎn)生電弧，利用電弧高溫熔化爐料，然后加入氧化劑、造渣劑、鐵合金等以去除夾雜。將鋼水化學(xué)成分和溫度調(diào)整至規(guī)定值后注入鋼包.80年代以來，電爐向大型化、超高功率化、直流化、連續(xù)化和自動化的方向發(fā)展，世界電爐煉鋼生產(chǎn)技術(shù)得到更迅速的發(fā)展。電爐的工作原理電爐用耐火材料示意圖電爐俯視圖5第一節(jié)電爐爐頂用耐火材料電爐爐頂最初采用硅磚砌筑，自60年代末期開始試用高鋁質(zhì)材料以來，因其耐火度、高溫抗侵蝕性能以及良好的熱震穩(wěn)定性比硅磚優(yōu)

2、益，因此，高鋁質(zhì)材料在電爐爐頂上被長期使用。到90年代后，全水冷爐頂技術(shù)的廣泛采用，為降低停爐時間，降低工人勞動強度，在電極三角區(qū)位置普遍采用以高鋁質(zhì)或剛玉質(zhì)并添加有鋼纖維的耐火澆注料整體預(yù)制爐蓋。在未采用水冷爐頂?shù)匿搹S其電極三角區(qū)仍然采用磷酸鹽（主要是磷酸鋁）結(jié)合燒成或不燒高鋁磚砌筑。磚種化學(xué)成分％耐火度℃顯氣孔率％荷重軟化點溫度℃常溫耐壓強度MPaAlO23SiO2TiO2FeO23RO2高鋁磚>8573.681.750.3>179015~191565~1590107.9~201.4不燒藍(lán)晶石7814.42.141.31

3、0.15>179019~221530~155070~105燒成紅柱石磚54.28//1.74/>179014.61620108.5燒成莫來石剛玉磚73.06//0.69/>179019.9171081.7電爐爐頂常用耐火磚性能表牌號PN－DLD30DLD33DLD39化學(xué)成分％AlO+MgO23>80AlO+CrO2323>92>92體積密度3g/cm1500℃×3h>2.8>3.2>3.2耐壓強度MPa1500℃×3h>30>80>80抗折強度MPa1500℃×3h>5>12>12線變化率％1500℃×3h0~+1.00~

4、+1.00~+1.0最高使用溫度℃180018001800濮耐電爐頂性能表濮耐生產(chǎn)的交流電爐頂實物圖電爐頂損毀機理電爐爐蓋是帶有電極孔和排煙孔的球面形結(jié)構(gòu)，外環(huán)部分稱主爐蓋，中間部分稱小爐蓋（又叫三角區(qū)），裝料時爐蓋可移開。電爐冶煉工藝極其復(fù)雜，三角區(qū)預(yù)制件使用條件非?？量?。主要是受到電極弧光輻射、急冷急熱、鋼水和爐渣的化學(xué)侵蝕、除塵時所形成的高速氣流沖擊磨損以及爐蓋結(jié)構(gòu)不合理等因素的綜合影響。使用中的電爐頂A弧光輻射電爐冶煉時電極放電所產(chǎn)生弧光溫度高達(dá)4000℃以上，對小爐蓋工作面進(jìn)行劇烈熔損。起弧階段，電弧暴露在爐料上方

5、，距爐頂近，熱輻射大，電弧越長，功率越大，對爐頂輻射熱越大，爐頂損壞越快。一般鋼廠要求在起弧時采用較低檔送電，控制電弧長度；在穿井過程中逐漸采用大電壓大電流供電，都是為了保護(hù)爐蓋。B急冷急熱電弧加熱、出鋼和爐蓋旋轉(zhuǎn)到爐外裝料造成急冷急熱，進(jìn)而使?fàn)t蓋產(chǎn)生熱應(yīng)力造成工作面剝落。C除塵系統(tǒng)抽力除塵系統(tǒng)抽塵所形成的高速氣流對爐蓋工作面的沖擊磨損。抽力不足時，廢鋼熔化所產(chǎn)生的煙氣和火焰大部分從電極與電極孔之間的間隙逸出，氣流長時間劇烈沖刷使電極孔擴(kuò)孔嚴(yán)重。在主爐蓋呈球形或弧形結(jié)構(gòu)時，將造成小爐蓋工作面以弧形侵蝕。為此，操作者應(yīng)定期清理

6、除塵系統(tǒng)煙道內(nèi)的雜物，以免煙道堵塞，影響除塵效果。D化學(xué)侵蝕鋼水和爐渣噴濺至爐蓋工作面，其中某些化學(xué)成分與工作面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，并滲透到工作面內(nèi)部，形成變質(zhì)層。當(dāng)溫度驟變時所產(chǎn)生的熱應(yīng)力促使變質(zhì)層剝落，進(jìn)而形成新的工作面又遭受到循環(huán)損毀。熔池液面與小爐蓋工作面距離越高，噴濺作用愈小，化學(xué)侵蝕影響就越小。高度一般在1.5m以上。E鐵水兌入比例鐵水中含有較高的硅和硫，在氧化氣氛下易形成氧化硅和少量的氧化硫等酸性物質(zhì)，將加劇對小爐蓋的損毀。鐵水兌入比例越高，影響越大。F電極噴淋水電極采用噴淋水措施不但降低了電極消耗，而且造成電極孔周

7、圍的溫度降低，從而在一定程度上抑制了高溫熔損。如果未采用該措施將加劇電極孔損毀（主要表現(xiàn)為擴(kuò)孔）。G可更換水冷圈的漏水影響可更換水冷圈在很多鋼廠都存在漏水現(xiàn)象。漏水時，水迅速被氣化并隨煙氣抽出，對小爐蓋影響不大。但是漏水嚴(yán)重時有可能導(dǎo)致鋼水大噴或爐子爆炸事故，為預(yù)防該事故發(fā)生，往往提前將水冷圈換下焊接。與此同時小爐蓋隨之被吊下。重新焊接好后再一起吊上使用，此時工作面變質(zhì)層遭受到嚴(yán)重的急冷急熱，將導(dǎo)致小爐蓋壽命大幅度降低。特別是一個小爐蓋在使用過程中遭遇水冷圈頻繁漏水、頻繁焊接后循環(huán)使用遭到的損毀尤甚。有時見小爐蓋在冷卻狀態(tài)下

8、開裂嚴(yán)重或襯體較薄時，使用者便將之翻掉，人為地限制了小爐蓋的使用壽命。因此，杜絕可更換水冷圈漏水是鋼廠的首要任務(wù)。水冷預(yù)制爐蓋H爐蓋結(jié)構(gòu)影響平頂結(jié)構(gòu)爐蓋在自重作用下，因電極孔之間的筋開裂，在無外力支撐的條件下易造成松動、蹋落，甚至3個電極孔連成1個大孔（主要由蹋落造成），最終導(dǎo)致使用者更換