Общие требования к огнеупорным материалам для электродуговых печей следующие:
(1) Огнеупорность должна быть высокой. Температура дуги превышает 4000°C, а температура выплавки стали составляет 1500~1750°C, иногда до 2000°C, поэтому огнеупорные материалы должны иметь высокую огнеупорность.
(2) Температура размягчения под нагрузкой должна быть высокой. Электропечь работает в условиях высокой температурной нагрузки, а корпус печи должен противостоять эрозии расплавленной стали, поэтому огнеупорный материал должен иметь высокую температуру размягчения нагрузки.
(3) Прочность на сжатие должна быть высокой. На футеровку электропечи влияют воздействие шихты при загрузке, статическое давление расплавленной стали при выплавке, эрозия потока стали при выпуске, механическая вибрация при работе. Поэтому огнеупорный материал должен иметь высокую прочность на сжатие.
(4) Теплопроводность должна быть небольшой. Чтобы уменьшить теплопотери электропечи и снизить энергопотребление, огнеупорный материал должен иметь плохую теплопроводность, то есть коэффициент теплопроводности должен быть небольшим.
(5) Термическая стабильность должна быть хорошей. В течение нескольких минут от выпуска стали до загрузки в электропечи температура резко падает с примерно 1600°C до ниже 900°C, поэтому огнеупорные материалы должны обладать хорошей термической стабильностью.
(6) Сильная коррозионная стойкость. В процессе производства стали шлак, печной газ и расплавленная сталь оказывают сильное химическое эрозионное воздействие на огнеупорные материалы, поэтому огнеупорные материалы должны иметь хорошую коррозионную стойкость.
Выбор огнеупорных материалов для боковых стенок
Кирпичи MgO-C обычно используются для строительства боковых стенок электропечей без стенок водяного охлаждения. Наиболее тяжелые условия эксплуатации имеют горячие точки и шлаковые линии. Они не только подвергаются сильной коррозии и эрозии под действием расплавленной стали и шлака, а также подвергаются сильному механическому воздействию при добавлении лома, но также подвергаются тепловому излучению от дуги. Таким образом, эти детали изготовлены из кирпичей MgO-C с отличными характеристиками.
Для боковых стенок электропечей с водоохлаждаемыми стенками за счет применения технологии водяного охлаждения увеличивается тепловая нагрузка и ужесточаются условия эксплуатации. Поэтому следует выбирать кирпичи MgO-C с хорошей шлакостойкостью, термостойкостью и высокой теплопроводностью. Содержание углерода в них составляет 10–20%.
Огнеупорные материалы для боковых стенок электропечей сверхбольшой мощности
Боковые стенки электропечей сверхвысокой мощности (печи UHP) в основном построены из кирпичей MgO-C, а горячие точки и зоны шлаковых линий построены из кирпичей MgO-C с отличными характеристиками (например, с полной углеродной матрицей MgO-C). кирпичи). Значительно улучшить срок службы.
Хотя нагрузка на стенки печи была снижена благодаря усовершенствованию методов работы электропечи, огнеупорным материалам по-прежнему трудно продлить срок службы горячих точек при работе в условиях плавки в печи сверхвысокого давления. Поэтому была разработана и применена технология водяного охлаждения. Для электропечей с выпуском ЭВТ площадь водяного охлаждения достигает 70%, что позволяет значительно сократить использование огнеупорных материалов. Современная технология водяного охлаждения требует кирпичей MgO-C с хорошей теплопроводностью. Для строительства боковых стенок электропечи используются асфальт, магнезиальные кирпичи на смоляной связке и кирпичи MgO-C (содержание углерода 5-25%). В условиях сильного окисления добавляются антиоксиданты.
Для участков горячих точек, наиболее сильно поврежденных окислительно-восстановительными реакциями, для строительства используются кирпичи MgO-C с крупнокристаллическим плавленым магнезитом в качестве сырья, содержанием углерода более 20% и полной углеродной матрицей.
Последняя разработка MgO-C-кирпичей для электропечей UHP заключается в использовании высокотемпературного обжига с последующей пропиткой асфальтом для получения так называемых обожженных MgO-C-кирпичей, пропитанных асфальтом. Как видно из таблицы 2, по сравнению с непропитанным кирпичом, остаточное содержание углерода в обожженном MgO-C кирпиче после пропитки и рекарбонизации асфальта увеличивается примерно на 1 %, пористость снижается на 1 %, а высокотемпературная прочность на изгиб и давление сопротивление. Прочность была значительно улучшена, поэтому он обладает высокой долговечностью.
Магниевые огнеупорные материалы для боковых стенок электропечей
Футеровки электропечей делятся на щелочные и кислые. В первом в качестве футеровки печи используются щелочные огнеупорные материалы (такие как магнезия и MgO-CaO огнеупорные материалы), а во втором для устройства футеровки печи используются кварцевые кирпичи, кварцевый песок, белый шлам и т. д.
Примечание. В качестве футеровочных материалов в щелочных электропечах используются щелочные огнеупорные материалы, а в кислых электропечах — кислотные огнеупорные материалы.
Время публикации: 12 октября 2023 г.
