电炉系统用耐火材料

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1、第五章电炉系统用耐火材料第1页电炉照片电炉炼钢以电能作为主要热源，使用三相交流电流或直流电流。炉料和电极间直接产生电弧，利用电弧高温熔化炉料，然后加入氧化剂、造渣剂、铁合金等以去除夹杂。将钢水化学成分和温度调整至规定值后注入钢包.80年代以来，电炉向大型化、超高功率化、直流化、连续化和自动化的方向发展，世界电炉炼钢生产技术得到更迅速的发展。电炉的工作原理电炉用耐火材料示意图电炉俯视图5第一节电炉炉顶用耐火材料电炉炉顶最初采用硅砖砌筑，自60年代末期开始试用高铝质材料以来，因其耐火度、高温抗侵蚀性能以及良好的热震稳定性比硅砖优

2、益，因此，高铝质材料在电炉炉顶上被长期使用。到90年代后，全水冷炉顶技术的广泛采用，为降低停炉时间，降低工人劳动强度，在电极三角区位置普遍采用以高铝质或刚玉质并添加有钢纤维的耐火浇注料整体预制炉盖。在未采用水冷炉顶的钢厂其电极三角区仍然采用磷酸盐（主要是磷酸铝）结合烧成或不烧高铝砖砌筑。砖种化学成分％耐火度℃显气孔率％荷重软化点温度℃常温耐压强度MPaAlO23SiO2TiO2FeO23RO2高铝砖>8573.681.750.3>179015~191565~1590107.9~201.4不烧蓝晶石7814.42.141.31

3、0.15>179019~221530~155070~105烧成红柱石砖54.28//1.74/>179014.61620108.5烧成莫来石刚玉砖73.06//0.69/>179019.9171081.7电炉炉顶常用耐火砖性能表牌号PN－DLD30DLD33DLD39化学成分％AlO+MgO23>80AlO+CrO2323>92>92体积密度3g/cm1500℃×3h>2.8>3.2>3.2耐压强度MPa1500℃×3h>30>80>80抗折强度MPa1500℃×3h>5>12>12线变化率％1500℃×3h0~+1.00~

4、+1.00~+1.0最高使用温度℃180018001800濮耐电炉顶性能表濮耐生产的交流电炉顶实物图电炉顶损毁机理电炉炉盖是带有电极孔和排烟孔的球面形结构，外环部分称主炉盖，中间部分称小炉盖（又叫三角区），装料时炉盖可移开。电炉冶炼工艺极其复杂，三角区预制件使用条件非常苛刻。主要是受到电极弧光辐射、急冷急热、钢水和炉渣的化学侵蚀、除尘时所形成的高速气流冲击磨损以及炉盖结构不合理等因素的综合影响。使用中的电炉顶A弧光辐射电炉冶炼时电极放电所产生弧光温度高达4000℃以上，对小炉盖工作面进行剧烈熔损。起弧阶段，电弧暴露在炉料上方

5、，距炉顶近，热辐射大，电弧越长，功率越大，对炉顶辐射热越大，炉顶损坏越快。一般钢厂要求在起弧时采用较低档送电，控制电弧长度；在穿井过程中逐渐采用大电压大电流供电，都是为了保护炉盖。B急冷急热电弧加热、出钢和炉盖旋转到炉外装料造成急冷急热，进而使炉盖产生热应力造成工作面剥落。C除尘系统抽力除尘系统抽尘所形成的高速气流对炉盖工作面的冲击磨损。抽力不足时，废钢熔化所产生的烟气和火焰大部分从电极与电极孔之间的间隙逸出，气流长时间剧烈冲刷使电极孔扩孔严重。在主炉盖呈球形或弧形结构时，将造成小炉盖工作面以弧形侵蚀。为此，操作者应定期清理

6、除尘系统烟道内的杂物，以免烟道堵塞，影响除尘效果。D化学侵蚀钢水和炉渣喷溅至炉盖工作面，其中某些化学成分与工作面发生化学反应，并渗透到工作面内部，形成变质层。当温度骤变时所产生的热应力促使变质层剥落，进而形成新的工作面又遭受到循环损毁。熔池液面与小炉盖工作面距离越高，喷溅作用愈小，化学侵蚀影响就越小。高度一般在1.5m以上。E铁水兑入比例铁水中含有较高的硅和硫，在氧化气氛下易形成氧化硅和少量的氧化硫等酸性物质，将加剧对小炉盖的损毁。铁水兑入比例越高，影响越大。F电极喷淋水电极采用喷淋水措施不但降低了电极消耗，而且造成电极孔周

7、围的温度降低，从而在一定程度上抑制了高温熔损。如果未采用该措施将加剧电极孔损毁（主要表现为扩孔）。G可更换水冷圈的漏水影响可更换水冷圈在很多钢厂都存在漏水现象。漏水时，水迅速被气化并随烟气抽出，对小炉盖影响不大。但是漏水严重时有可能导致钢水大喷或炉子爆炸事故，为预防该事故发生，往往提前将水冷圈换下焊接。与此同时小炉盖随之被吊下。重新焊接好后再一起吊上使用，此时工作面变质层遭受到严重的急冷急热，将导致小炉盖寿命大幅度降低。特别是一个小炉盖在使用过程中遭遇水冷圈频繁漏水、频繁焊接后循环使用遭到的损毁尤甚。有时见小炉盖在冷却状态下

8、开裂严重或衬体较薄时，使用者便将之翻掉，人为地限制了小炉盖的使用寿命。因此，杜绝可更换水冷圈漏水是钢厂的首要任务。水冷预制炉盖H炉盖结构影响平顶结构炉盖在自重作用下，因电极孔之间的筋开裂，在无外力支撑的条件下易造成松动、蹋落，甚至3个电极孔连成1个大孔（主要由蹋落造成），最终导致使用者更换