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高铝砖在电弧炉的应用

7月,31,2018

电弧炉是以废钢为主要原料进行炼钢的高温炉,其工作过程是在炉内加入废钢,通电后在电极与废钢之间发生的电弧来加热熔化炉料,然后进行一系列的冶金化学反应,把废钢炼成钢。

电弧炉炼钢的最大优势是可组成电炉(二次冶金)-连铸-连轧的热态连续性专业化生产钢材的紧凑流程。它在基建投资、建设周期、生产成本、环保、质量控制等方面都明显优于高炉-转炉长流程。近年来,电弧炉炼钢发展了一系列新技术,如超高功率供电、水冷炉壁(盖)、废钢预热、偏心炉底出钢、造泡沫渣和直流供电等,使电弧炉炼钢更加迅速,炼钢成本进一步下降。

电弧炉的结构特点及耐火材料工作条件

电弧炉分为炉盖(顶)及炉体两大部分。炉盖可移动,外环为钢制,多为水冷式,顶部除水冷圈外,均由耐火材料构成。炉盖上设有三个电极孔,三根石墨电极由此插入炉内。炉体由炉底、炉坡及炉墙(炉壁)组成,用耐火材料砌筑,外包钢制炉壳。炉墙上一侧设有炉门,另一侧为出钢口并与出钢槽相连。

电弧炉炉衬主要受到熔渣的侵蚀,钢水、熔渣和尘气的冲蚀及装废钢时的机械撞击等,并受高温强烈热辐射作用及频繁加料熔化等操作时温度急剧变化下的热应力作用。电炉炉顶(炉盖)外环部分称为主炉顶,中间部分称为小炉顶,主炉顶主要受到高温和熔渣飞溅的物理化学作用;小炉顶除上述情况外,还受高温电弧辐射及气流与炉尘的冲刷磨损作用。

炉墙主要承受高温熔渣与钢液的侵蚀以及装料中的撞击和磨损,易损坏部位是渣线区和热点(炉墙距电极弧辐射的最近处)部位。炉底和炉坡构成熔池,主要受炉料机械冲击和熔渣钢液的侵蚀。

过去电弧炉盖主要以硅砖砌筑为主,但由于其耐火度不高,抗热震性差,出现熔渣侵蚀和剥落现象,使用寿命比较短。后来普遍采用性能优良的高铝砖和高铝质不定形耐火材料,经实践证明,高铝砖的应用增加了电弧炉的使用寿命,与硅砖相比要高出二到三倍。随着超高功率电炉的发展,由于炼钢节奏加快,电弧炉盖工作条件更加恶劣,相继开发出了各种结合剂(水玻璃、磷酸、磷酸二氢铝等)制备的不烧高铝砖,或在配料中引入硅线石族矿物原料,添加微粉、尖晶石、碳化硅等,提高砖的抗渣性能、高温体积稳定性及热震稳定性,以满足超高功率电炉发展的需要。对于炉盖电极三角区,由于工作条件更为苛刻,一般采用电熔刚玉质、氧化铬刚玉质的浇注料和预制件,电炉炉顶预制件简化了耐火材料的施工,提高了炉盖的使用寿命。

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