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耐火材料行業知識

影響電爐爐蓋用耐火材料使用壽命的因素及條件分析

    電爐爐蓋是帶有電極孔和排煙孔的球面形結構,外環部分稱主爐蓋,中間部分稱小爐蓋(又稱三角區),裝料時爐蓋可移開。電爐冶煉工藝極其復雜,三角區預制件使用條件非?量。主要是受到電極弧光輻射、急冷急熱、鋼水和爐渣的化學侵蝕、除塵時所形成的高速氣流沖擊磨損以及爐蓋結構不合理等因素的綜合影響。
     弧光輻射     
電爐冶煉時電極放電所產生弧光溫度高達3000℃以上,對小爐蓋工作面進行劇烈熔損。起弧階段,電弧暴露在爐料上方,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,都是為了保護爐蓋。
    急冷急熱     
電弧加熱、出鋼和爐蓋旋轉到爐外裝料造成急冷急熱,進而使爐蓋產生熱應力造成工作面剝落。
     除塵系統抽力      
除塵系統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孔嚴重。在主爐蓋呈球形或弧形結構時,將造成小爐蓋工作面以弧形侵蝕。為此,操作者應定期清理除塵系統煙道內的雜物,以免煙道堵塞,影響除塵效果。
      化學侵蝕      
鋼水和爐渣噴濺至爐蓋工作面,其中某些化學成分與工作面發生化學反應,并滲透到工作面內部,形成變質層。當溫度驟變時所產生的熱應力促使變質層剝落, 進而形成新的工作面又遭受到循環損毀。熔池液面與小爐蓋工作面距離越高,噴濺作用越小,化學侵蝕影響就越小。高度一般在1.5m以上。
     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,加劇對小爐蓋的損毀。鐵水兌入比例越高,影響越大。
      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,主要表現為擴孔。
    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。但是漏水嚴重時有可能導致鋼水大噴或爐子爆炸事故,為預防該事故發生,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,此時工作面變質層遭受到嚴重的急冷急熱作用,將導致小爐蓋壽命大幅度降低。有時見小爐蓋在冷卻狀態下開裂嚴重或襯體較薄時,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。
      爐蓋結構影響     
平頂結構爐蓋在自重作用下,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、塌落,甚至3個電極孔連成1個大孔,最終導致更換爐蓋。如果是拱頂結構,即使有裂縫也會在爐蓋自重作用下將裂縫擠緊,不會造成松動,可延續爐蓋的壽命。因此,拱頂結構的爐蓋在使用效果上要比平頂結構好。
   造泡沫渣技術水平     
電爐冶煉后期,需要造泡沫渣。泡沫渣覆蓋在鋼水表面,將電極弧光埋住,不但提高熱效率,而且弧光外露較少,對小爐蓋工作面的熔損作用小,因此泡沫渣造得好壞對小爐蓋的使用也有一定影響。造泡沫渣有兩種方法,一種是利用鋼水中含有較多量的碳,在氧化氣氛下,可自動形成一氧化碳穿過爐渣形成泡沫渣;另一種方法利用得較普遍,在爐門口利用碳氧槍噴吹炭粉和氧氣,生成一氧化碳穿過爐渣形成泡沫渣, 同時也可以人工補加炭粉造渣
     爐蓋用耐火材料的要求   
電弧加熱、出鋼和爐蓋旋轉到爐外裝料造成急冷急熱,需要電爐爐蓋用耐火材料具有良好的抗熱震性。由于鋼水和爐渣噴濺以及氧化硅和少量的氧化硫等酸性物質對爐蓋的侵蝕,要求耐火材料具有對高溫爐渣的良好抗渣性;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、塌落,要求爐蓋用耐火材料具有良好的整體性,結構牢固不開裂。


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