電弧爐爐底用耐火材料
文章來源:人氣:發表時間:2024-12-16 09:45:33
電弧爐爐底耐火材料的損毀是電弧爐運行過程中一個常見問題,主要與以下因素相關:
1. 高溫熔渣侵蝕
化學侵蝕
熔渣中的堿性氧化物(如CaO、MgO)或酸性氧化物(如SiO2)會與爐底耐火材料中的成分(如鎂磚或鋁磚)發生化學反應,生成低熔點化合物,導致材料結構的破壞。
氧化侵蝕
電弧爐內氧化性氣氛會與耐火材料中的金屬氧化物進一步氧化,形成氣孔和裂隙,從而削弱材料強度。
2. 高溫沖刷
爐底位置直接承受液態金屬和熔渣的強烈沖刷。由于熔體流動和電弧產生的湍流作用,耐火材料表面逐漸被磨損,導致材料厚度減少。在爐渣調整或鋼液攪拌過程中,爐底磨損更為顯著。
3. 熱應力破壞
電弧爐運行中溫度急劇變化(如加熱、出鋼或停爐時),爐底耐火材料因熱膨脹和冷卻收縮產生的應力可能超過材料的強度,導致裂紋的形成和擴展。長時間運行后,這種熱循環疲勞加劇了爐底材料的剝落和開裂。
4. 機械損傷
在加料和電弧運行中,大塊的廢鋼或其他硬物墜落可能直接沖擊爐底,造成耐火材料的破損。碎屑或熔渣的積聚可能加劇局部壓力集中,導致損毀加劇。
5. 熔渣滲透
熔渣的滲透導致耐火材料孔隙填充,降低其機械強度和抗熱震性,同時滲透后的化學反應也會破壞內部結構。
電弧爐爐底使用的耐火材料需要滿足高溫強度、抗渣侵蝕、耐熱沖擊和抗機械損傷等要求。根據電弧爐的類型、爐底結構和操作工藝,常用的耐火材料包括以下幾種:
1. 鎂質耐火材料
鎂磚(燒結鎂磚、再結合鎂磚),主要成分是MgO,含量通常在90%以上。其特點是抗堿性渣侵蝕性能優良,高溫耐受性好,導熱性能好,但抗熱震性稍差。適用于煉鋼電弧爐爐底區域,特別是接觸堿性熔渣的部位。
鎂碳磚
主要成分以MgO為主,添加10%-30%比例的碳。抗渣性和抗熱震性優異,耐磨損,但碳容易被氧化,需要保護氣氛。適用于大功率電弧爐爐底和爐墻接壤的關鍵區域。
2. 鋁鎂尖晶石耐火材料
鋁鎂尖晶石磚
主要成分Al?O?-MgO體系,形成尖晶石(MgAl?O?)相。高溫耐受性好、抗熱震性優良,對中性和弱酸性渣有較強的抗侵蝕能力。適用于冶煉低碳鋼或要求抗熱震性能較高的電弧爐爐底。
3. 鋁質耐火材料
高鋁磚
主要成分為Al?O?,含量通常為70%-85%。耐熱性能較好,抗渣性中等,熱震穩定性一般。用于中小型電弧爐或對爐底耐火材料要求不太高的區域。
4. 碳質耐火材料
炭磚
是以石墨或電煅煤為主要原料,添加結合劑成型。其導熱性能好、抗渣性優異,但高溫性能稍遜,容易被氧化。用于高功率電弧爐爐底的底層材料,與其他耐火材料搭配使用。
5. 耐火澆注料和噴涂料
鎂質或鋁鎂質澆注料
施工靈活,能夠在爐底復雜形狀中使用,整體性好,適合維修和補爐。用于爐底耐火磚的襯里或局部修補。
尖晶石噴涂料
抗渣性和抗熱震性強,可延長爐底壽命。常用在大修后或運行中爐底的表面涂覆保護層。
6. 復合材料
鎂鉻磚(或鎂鉻尖晶石磚)
主要成分是MgO和Cr?O?復合組成。抗渣性能更優,耐腐蝕能力強。用于耐侵蝕部位的爐底或高要求的電弧爐。
爐底耐火材料選擇時需考慮電弧爐的熔煉類型,如堿性渣系統一般選擇鎂質材料,而酸性渣系統可能選用高鋁材料。高功率電弧爐傾向于使用耐磨性和抗熱震性強的材料,如鎂碳磚或尖晶石磚。綜合考慮材料壽命、維修成本和爐子的運行效率,選擇適合工藝需求的耐火材料。通過合理搭配耐火材料,可以顯著提高電弧爐爐底的穩定性和工作壽命。
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