電爐系統(tǒng)用耐火材料-課件

第五章電爐系統(tǒng)用耐火材料第1頁第五章電爐系統(tǒng)用耐火材料第1頁1電爐照片電爐照片2電爐煉鋼以電能作為主要熱源，使用三相交流電流或直流電流。爐料和電極間直接產(chǎn)生電弧，利用電弧高溫熔化爐料，然后加入氧化劑、造渣劑、鐵合金等以去除夾雜。將鋼水化學(xué)成分和溫度調(diào)整至規(guī)定值后注入鋼包.80年代以來，電爐向大型化、超高功率化、直流化、連續(xù)化和自動(dòng)化的方向發(fā)展，世界電爐煉鋼生產(chǎn)技術(shù)得到更迅速的發(fā)展。電爐的工作原理電爐煉鋼以電能作為主要熱源，使用三相交流電流或直流電流。爐料3電爐用耐火材料示意圖電爐用耐火材料示意圖4電爐俯視圖5電爐俯視圖55第一節(jié)電爐爐頂用耐火材料電爐爐頂最初采用硅磚砌筑，自60年代末期開始試用高鋁質(zhì)材料以來，因其耐火度、高溫抗侵蝕性能以及良好的熱震穩(wěn)定性比硅磚優(yōu)益，因此，高鋁質(zhì)材料在電爐爐頂上被長(zhǎng)期使用。到90年代后，全水冷爐頂技術(shù)的廣泛采用，為降低停爐時(shí)間，降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度，在電極三角區(qū)位置普遍采用以高鋁質(zhì)或剛玉質(zhì)并添加有鋼纖維的耐火澆注料整體預(yù)制爐蓋。在未采用水冷爐頂?shù)匿搹S其電極三角區(qū)仍然采用磷酸鹽（主要是磷酸鋁）結(jié)合燒成或不燒高鋁磚砌筑。第一節(jié)電爐爐頂用耐火材料電爐爐頂最初采用硅磚砌筑，自606磚種化學(xué)成分％耐火度℃顯氣孔率％荷重軟化點(diǎn)溫度℃常溫耐壓強(qiáng)度MPaAlO

23SiO

2TiO

2FeO

23RO

2高鋁磚>8573.681.750.3>179015~191565~1590107.9~201.4不燒藍(lán)晶石7814.42.141.310.15>179019~221530~155070~105燒成紅柱石磚54.28//1.74/>179014.61620108.5燒成莫來石剛玉磚73.06//0.69/>179019.9171081.7電爐爐頂常用耐火磚性能表磚種化學(xué)成分％耐火度顯氣孔荷重軟化常溫耐壓強(qiáng)A7牌號(hào)PN－DLD30DLD33DLD39化學(xué)成分％AlO+MgO

23>80AlO+CrO

2323>92>92體積密度

3

g/cm1500℃×3h>2.8>3.2>3.2耐壓強(qiáng)度 MPa1500℃×3h>30>80>80抗折強(qiáng)度 MPa1500℃×3h>5>12>12線變化率％1500℃×3h0~+1.00~+1.00~+1.0最高使用溫度℃180018001800濮耐電爐頂性能表牌號(hào)PN－DLD30DLD33DLD39化學(xué)成分％AlO8濮耐生產(chǎn)的交流電爐頂實(shí)物圖濮耐生產(chǎn)的交流電爐頂實(shí)物圖9電爐頂損毀機(jī)理

電爐爐蓋是帶有電極孔和排煙孔的球面形結(jié)構(gòu)，外環(huán)部分稱主爐蓋，中間部分稱小爐蓋（又叫三角區(qū)），裝料時(shí)爐蓋可移開。電爐冶煉工藝極其復(fù)雜，三角區(qū)預(yù)制件使用條件非常苛刻。主要是受到電極弧光輻射、急冷急熱、鋼水和爐渣的化學(xué)侵蝕、除塵時(shí)所形成的高速氣流沖擊磨損以及爐蓋結(jié)構(gòu)不合理等因素的綜合影響。電爐頂損毀機(jī)理 電爐爐蓋是帶有電極孔和排煙孔10使用中的電爐頂使用中的電爐頂11A弧光輻射

電爐冶煉時(shí)電極放電所產(chǎn)生弧光溫度高達(dá)4000℃以上，對(duì)小爐蓋工作面進(jìn)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(zhǎng)，功率越大，對(duì)爐頂輻射熱越大，爐頂損壞越快。一般鋼廠要求在起弧時(shí)采用較低檔送電，控制電弧長(zhǎng)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(hù)爐蓋。A弧光輻射 電爐冶煉時(shí)電極放電所產(chǎn)生弧光12B急冷急熱

電弧加熱、出鋼和爐蓋旋轉(zhuǎn)到爐外裝料造成急冷急熱，進(jìn)而使?fàn)t蓋產(chǎn)生熱應(yīng)力造成工作面剝落。B急冷急熱 電弧加熱、出鋼和爐蓋旋轉(zhuǎn)到爐13C除塵系統(tǒng)抽力

除塵系統(tǒng)抽塵所形成的高速氣流對(duì)爐蓋工作面的沖擊磨損。抽力不足時(shí)，廢鋼熔化所產(chǎn)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(zhǎng)時(shí)間劇烈沖刷使電極孔擴(kuò)孔嚴(yán)重。在主爐蓋呈球形或弧形結(jié)構(gòu)時(shí)，將造成小爐蓋工作面以弧形侵蝕。為此，操作者應(yīng)定期清理除塵系統(tǒng)煙道內(nèi)的雜物，以免煙道堵塞，影響除塵效果。C除塵系統(tǒng)抽力 除塵系統(tǒng)抽塵所形成的高速氣流14D化學(xué)侵蝕

鋼水和爐渣噴濺至爐蓋工作面，其中某些化學(xué)成分與工作面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，并滲透到工作面內(nèi)部，形成變質(zhì)層。當(dāng)溫度驟變時(shí)所產(chǎn)生的熱應(yīng)力促使變質(zhì)層剝落，進(jìn)而形成新的工作面又遭受到循環(huán)損毀。熔池液面與小爐蓋工作面距離越高，噴濺作用愈小，化學(xué)侵蝕影響就越小。高度一般在1.5m以上。D化學(xué)侵蝕 鋼水和爐渣噴濺至爐蓋工作面，其中15E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(zhì)，將加劇對(duì)小爐蓋的損毀。鐵水兌入比例越高，影響越大。E鐵水兌入比例 鐵水中含有較高的硅和硫16F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(xiàn)為擴(kuò)孔）。F電極噴淋水 電極采用噴淋水措施不但降低了電極消耗，而17G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(xiàn)象。漏水時(shí)，水迅速被氣化并隨煙氣抽出，對(duì)小爐蓋影響不大。但是漏水嚴(yán)重時(shí)有可能導(dǎo)致鋼水大噴或爐子爆炸事故，為預(yù)防該事故發(fā)生，往往提前將水冷圈換下焊接。與此同時(shí)小爐蓋隨之被吊下。重新焊接好后再一起吊上使用，此時(shí)工作面變質(zhì)層遭受到嚴(yán)重的急冷急熱，將導(dǎo)致小爐蓋壽命大幅度降低。特別是一個(gè)小爐蓋在使用過程中遭遇水冷圈頻繁漏水、頻繁焊接后循環(huán)使用遭到的損毀尤甚。有時(shí)見小爐蓋在冷卻狀態(tài)下開裂嚴(yán)重或襯體較薄時(shí)，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(wù)。G可更換水冷圈的漏水影響 可更換水冷圈在很18水冷預(yù)制爐蓋水冷預(yù)制爐蓋19H爐蓋結(jié)構(gòu)影響

平頂結(jié)構(gòu)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(dòng)、蹋落，甚至3個(gè)電極孔連成1個(gè)大孔（主要由蹋落造成），最終導(dǎo)致使用者更換爐蓋。如果是拱頂結(jié)構(gòu)，即使有裂縫也會(huì)在爐蓋自重作用下將裂縫擠緊，不會(huì)造成松動(dòng)，可延續(xù)爐蓋的壽命。因此，拱頂結(jié)構(gòu)的爐蓋在使用效果上要比平頂結(jié)構(gòu)好。H爐蓋結(jié)構(gòu)影響 平頂結(jié)構(gòu)爐蓋在自重作用20I造泡沫渣技術(shù)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(duì)小爐蓋工作面的熔損作用小。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(dòng)形成一氧化碳穿過爐渣形成泡沫渣；另外一種方法利用的較普遍，在爐門口利用碳氧槍噴吹碳粉和氧氣，生成一氧化碳穿過爐渣形成泡沫渣，同時(shí)也可以人工補(bǔ)加碳粉造渣?？梢娕菽斓暮脡膶?duì)小爐蓋的使用也有一定影響。I造泡沫渣技術(shù)水平電爐冶煉后期，需要造21第二節(jié)水冷爐壁22

為強(qiáng)化冶煉，縮短冶煉時(shí)間，提高效益，許多鋼廠采用氧燃助熔技術(shù)。氧燃助熔的噴嘴，可安裝在爐門、爐壁或爐蓋上。主要采用氧－油、氧－煤噴吹技術(shù)。水冷爐壁主要采用鑄鐵或鍋爐鋼焊接而成，附設(shè)有掛渣釘，具有良好的掛渣能力。水冷爐壁通過掛渣，可有效避免電弧將之擊穿導(dǎo)致漏水。水冷爐壁由若干塊爐壁塊組成，與爐殼內(nèi)側(cè)向平齊，確保每個(gè)爐壁塊可垂直向上吊出爐殼。使用水冷爐壁的好處是耐火材料和電極消耗下降，爐料有效容積擴(kuò)大；電爐維修工作量和停爐時(shí)間相應(yīng)減少，水冷內(nèi)壁不需修理，作業(yè)率提高。第二節(jié)水冷爐壁22 為強(qiáng)化冶煉，縮短冶煉時(shí)間，提高22第三節(jié)電爐側(cè)墻用耐火材料第23頁

電爐側(cè)墻的結(jié)構(gòu)一般可分為保溫層和工作層兩個(gè)部分。保溫層用石棉板和粘土磚砌筑。電爐側(cè)墻的壽命主要決定于局部損壞。爐墻下部渣線長(zhǎng)時(shí)間處于高溫爐渣的浸泡之中，爐渣的物理滲透和化學(xué)侵蝕都是非常嚴(yán)重的，通過流動(dòng)的熔渣和鋼水的沖刷，往往造成深深的凹槽，導(dǎo)致渣線超前蝕損。此外，爐墻各部位的溫度分布也是不均勻的，其中的“熱點(diǎn)”區(qū)域的溫度最高，該處爐襯損毀最快。而且，三個(gè)熱點(diǎn)部位的損毀程度也不一樣，尤以2號(hào)電極附近的爐墻，特別是該部位的渣線處蝕損最嚴(yán)重，常常成為停爐的主要原因。第三節(jié)電爐側(cè)墻用耐火材料第23頁 電爐側(cè)墻的結(jié)構(gòu)一般可23鋼廠MgO ％

C％

體積密

3度g/cm顯氣孔率 ％常溫耐壓強(qiáng)度MPa高溫抗折強(qiáng)度 MPa(1400℃)舞鋼75噸電爐>76<172.854>34>12.6大冶鋼廠50噸電爐>7616.42.843>31>14.5普通功率側(cè)墻用耐火材料

不帶水冷爐壁的電爐側(cè)墻，一般采用MgO－C磚砌筑。熱點(diǎn)區(qū)域和渣線部位是使用條件最苛刻的部位，不僅受到鋼水和爐渣的嚴(yán)重侵蝕和沖刷以及加入廢鋼時(shí)的機(jī)械撞擊，而且還受到溫度高達(dá)4000℃的電極弧光的熱輻射。熱點(diǎn)和渣線用鎂碳磚的性能見上表。鋼廠MgO C 體積密顯氣孔率常溫耐壓高溫抗折強(qiáng)度舞鋼75噸24UHP電爐側(cè)墻用耐火材料

超高功率電爐側(cè)墻幾乎都是使用MgO－C磚砌筑，其熱點(diǎn)區(qū)域和渣線部位則使用性能突出的MgO－C磚砌筑，尤以全碳基質(zhì)MgO－C磚更適合這些部位的使用條件，能大幅度地提高其使用壽命。對(duì)于采用EBT出鋼的超高功率電爐，其水冷面積已達(dá)到70％，從而大幅度降低耐火材料的使用量。現(xiàn)代水冷技術(shù)需要高導(dǎo)熱性能MgO－C磚。UHP電爐用MgO－C磚最新發(fā)展技術(shù)是以高純電熔鎂砂和鱗片狀石墨作原料，以酚醛樹脂作結(jié)合劑，經(jīng)配料、混合后在高壓下成型，采用高溫?zé)珊笤俳n瀝青，生產(chǎn)所謂燒成瀝青浸漬MgO－C磚。通常將MgO－C磚埋入碳中或者在還原氣氛中直接燒成，燒成溫度在800~1500℃。對(duì)于含石墨耐火材料的燒成，日本還提出另一種燒成方法，即在含石墨耐火材料表面涂敷由50~70％玻璃粉、15~30％長(zhǎng)石粉以及10~20％金屬硅粉的混合物加硅溶膠作結(jié)合劑制成的泥漿，待干燥后，在氧化氣氛下進(jìn)行高溫?zé)?，從而制得性能?yōu)異的含石墨耐火材料。側(cè)墻工作層厚度與電爐容量有關(guān)，一般在200~450mm左右，其永久襯厚度在100mm左右。UHP電爐側(cè)墻用耐火材料 超高功率電爐側(cè)墻幾乎都是25指標(biāo)與牌號(hào)MT8AMT8BMT8CMT10AMT10BMT10CMgO(%)，≥828078807876C(%)，≥888101010氣孔率(％)，≤567456

3體密(g/cm)，≥3.002.952.902.972.932.90常溫耐壓(MPa)，≥454035404035高溫抗折(MPa)，≥ (1400℃×30min)654654電爐用鎂碳磚理化指標(biāo)指標(biāo)與牌號(hào)MT8AMT8BMT8CMT10AMT10BMT126指標(biāo)與牌號(hào)MT12A 1MT12AMT12BMT12CMT14A 1MT14AMT14 BMT14 CMgO(%)，≥7978767478767474C(%)，≥1212121214141414氣孔率(％)，≤44564456

3體密(g/cm)，≥2.962.962.932.902.952.952.902.90常溫耐壓(MPa)， ≥4040403540404035高溫抗折(MPa)， ≥(1400℃×30min)8876121285電爐用鎂碳磚理化指標(biāo)指標(biāo)與牌號(hào)MT12AMT12AMT12BMT12CMT14A27第四節(jié)電爐爐底用耐火材料?絕熱層?永久層?工作層?電爐底干式搗打料施工方法第四節(jié)電爐爐底用耐火材料?絕熱層?電爐底干式搗打料28A絕熱層用耐火材料

絕熱層是爐底最下層，其作用是降低電爐的熱損失，并保證降低熔池上下鋼液的溫度差。通常是在爐殼上先鋪一層石棉板，再鋪硅藻土粉，其上面平砌一層絕熱磚。A絕熱層用耐火材料 絕熱層是爐底最下層，29B永久層用耐火材料

在絕熱層之上是永久層，其作用是保證熔池的堅(jiān)固性，防止漏鋼。通常，永久層用MgO為95~96％的燒成鎂磚砌筑，鎂磚先用磨磚機(jī)修整，以保證砌磚的質(zhì)量。鎂磚的耐火度可達(dá)2000℃以上，其荷重軟化開始溫度，一般鎂磚在1520~1600℃之間，而高純鎂磚可達(dá)1800℃。20~1000℃下鎂磚的線膨脹率一般為1.2~1.4％，并近似呈線性。鎂磚的熱導(dǎo)率較高，在耐火制品中僅次于碳磚和碳化硅磚，并隨溫度的升高而降低。鎂磚的抗熱震性較差，提高鎂磚的純度可適當(dāng)提高抗熱震性。鎂磚在常溫下的導(dǎo)電率很低，但在高溫下如1500℃卻不可忽視，若用于電爐爐底應(yīng)引起注意。普通鎂磚的燒成溫度一般為1500~1650℃，高純鎂磚的燒成溫度則高達(dá)1700~1900℃。該部位也可以采用鎂碳磚砌筑，但比較少見。B永久層用耐火材料 在絕熱層之上是永久層30C工作層用耐火材料

永久層上面是工作層，它直接與鋼水接觸，熱負(fù)荷高，化學(xué)侵蝕嚴(yán)重，機(jī)械沖刷作用強(qiáng)，極易蝕損。因此，應(yīng)選用優(yōu)質(zhì)耐火材料。工作層分打結(jié)、振動(dòng)和磚砌三種方法。磚砌爐底通常用瀝青結(jié)合鎂磚，無碳爐襯用鹵水結(jié)合鎂磚。打結(jié)和振動(dòng)工作層使用鎂砂，結(jié)合劑用焦油、瀝青；而制作無碳爐襯時(shí)，用鹵水或水玻璃作結(jié)合劑。采用磚砌或焦油、瀝青作結(jié)合劑鎂砂打結(jié)的修砌方法因耐用性有限、壽命低而被淘汰。目前，在高功率和超高功率電爐其工作層普遍采用鎂質(zhì)干式搗打料施工，該材料是以高鐵高鈣合成鎂砂和電熔鎂砂作骨料，以合成鎂砂和電熔鎂砂作細(xì)粉，臨界粒度在5~6mm左右，以合成鎂砂中C2F（鐵酸二鈣）作助燒結(jié)劑，不添加任何結(jié)合劑，采用多級(jí)配料精制而成。通過強(qiáng)力搗打施工，保證施工后的密度，能夠在適當(dāng)?shù)臏囟认聼Y(jié)成堅(jiān)實(shí)的整體，其壽命比上述施工方法要提高幾倍，一般情況下使用干式搗打料其一次性壽命可達(dá)到300爐以上，通過熱修補(bǔ)可延長(zhǎng)到500~600爐。不但減少停爐次數(shù)，而且噸鋼耐火材料消耗明顯降低，為鋼廠創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。C工作層用耐火材料 永久層上面是工作層，它直接31MgO%FeO%

23CaO %臨界粒度 mm自然堆積密度打結(jié)密度燒結(jié)密度耐壓強(qiáng)度（MPa）最高使用溫度 ℃

3（g/cm）1300℃1600℃>804~65~752.32.63.0>40>1001750D爐底干式搗打料施工方法由濮耐公司生產(chǎn)的電爐底干搗料是以高鐵高鈣合成鎂砂及電熔鎂砂作骨料，以電熔鎂砂作細(xì)粉，以合成砂中所含的C2F（鐵酸二鈣）作為助燒結(jié)劑，不加任何結(jié)合劑配制而成。本干搗料采用多級(jí)配料，粒度分布符合最緊密堆積原理，能在適當(dāng)?shù)臏囟认聼Y(jié)成堅(jiān)實(shí)的整體，并且具有良好的高溫結(jié)構(gòu)強(qiáng)度；同時(shí)具有最佳粒度組成，因而能控制燒結(jié)爐底的氣孔率的大小和氣孔的分布，從而確保干搗料的抗侵蝕、抗?jié)B透能力。其理化指標(biāo)如下：MgO%FeO%CaO臨界自然堆打結(jié)燒結(jié)耐壓強(qiáng)度（MPa32電爐底干式搗打料所需性能①燒結(jié)性能良好，在保證燒結(jié)溫度下快速燒結(jié)并形成一定 的強(qiáng)度和一定厚度的燒結(jié)層，足以抵抗?fàn)t料的機(jī)械沖擊。②合適的膨脹性能，其膨脹和收縮既不會(huì)產(chǎn)生局部過大的 裂紋以減少鋼水和鋼渣的侵入，也不會(huì)因?yàn)槭湛s產(chǎn)生的 裂紋導(dǎo)致局部浮起，確保爐子能夠連續(xù)作業(yè)。③較大的自然堆積密度和燒后密度，既能避免因施工和燒 結(jié)而造成的密度不均，又能有較高的抗鋼水、鋼渣滲透、 侵蝕能力。④抗鋼水和鋼渣侵蝕能力強(qiáng)，蝕損速率低、蝕損均勻，使用壽命長(zhǎng)。⑤爐底熱面與新的爐底搗打料有較強(qiáng)的親和能力，能確保修補(bǔ)效果。電爐底干式搗打料所需性能①燒結(jié)性能良好，在33鎂質(zhì)爐底干式搗打料工作原理鎂質(zhì)電爐底干式搗打料以MgO為主晶相，F(xiàn)e2O3作為燒結(jié)劑，在高溫下主晶相與結(jié)合相通過晶界相互擴(kuò)散并發(fā)生固溶反應(yīng)，形成一些高熔點(diǎn)物質(zhì)，這樣便在爐底表面形成一層硬殼——燒結(jié)層。在燒結(jié)過程中Fe2O3與游離CaO（fCaO）反應(yīng)形成2CaO·Fe2O3（熔點(diǎn)1436℃），而原料中通常還含有少量的SiO2和Al2O3等雜質(zhì)；SiO2與fCaO反應(yīng)生成C2S和C3S；Fe2O3和Al2O3同fCaO反應(yīng)生成C4AF（熔點(diǎn)1415℃）和C2F。這兩種相熔點(diǎn)低，對(duì)干式搗打料起促進(jìn)燒結(jié)作用。當(dāng)熔池?zé)Y(jié)時(shí)，含C2F的混合料能發(fā)揮并盡早深入地形成陶瓷結(jié)合的優(yōu)點(diǎn)。隨通電時(shí)間延長(zhǎng)，溫度越來越高，硬殼也越來越厚，當(dāng)燒結(jié)層達(dá)到一定厚度時(shí)爐底爐坡便能有很高的強(qiáng)度，較好的防滲透能力、抗侵蝕和抗沖刷能力。鎂質(zhì)爐底干式搗打料工作原理鎂質(zhì)電爐底干式搗打料以M34施工準(zhǔn)備a．根據(jù)施工爐坡、爐底尺寸 要求準(zhǔn)備足夠量的搗打料， 并檢查搗打料有無雜物、 受潮，雜物應(yīng)清理干凈， 受潮料不得使用；并準(zhǔn)備 好打結(jié)器具如打夯機(jī)、風(fēng) 鎬等。b.將永久層殘?jiān)?、灰塵、鐵絲、塑料布等異物清理干凈；c.計(jì)算打結(jié)尺寸。實(shí)際打結(jié)厚 度＝需要打結(jié)厚度×1.09。施工準(zhǔn)備a．根據(jù)施工爐坡、爐底尺寸b.將永35搗打工具搗打工具36施工方法a.用鐵鍬把料鏟平鋪好后，用腳踩實(shí)以除去其中空氣，蹋實(shí)后 將鋼釬插入料中并反復(fù)搖晃，再用腳進(jìn)一步蹋實(shí)，搗打料每 層施工厚度以150~200mm為宜；然后用打結(jié)器具從周邊到中 心呈螺旋狀反復(fù)搗打3遍；爐坡打結(jié)示意圖b.檢查打結(jié)質(zhì)量的方法通常是將直徑5mm的圓鋼放在搗打?qū)由希?用10kg壓力壓下，其深度不超過30mm；現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)可用鋼釬 用力插入，其深度不應(yīng)超過30mm。c.打結(jié)爐坡方法同爐底，先用腳蹋實(shí)，后放氣再用打結(jié)器具搗打，爐坡與爐底的最大角度不超過40°；d.在出鋼口座磚、爐門口等鋼水?dāng)噭?dòng)沖刷厲害的地方更應(yīng)強(qiáng)力搗打并可適當(dāng)加厚尺寸；e.打完后，在搗打料上鋪蓋5~10mm厚薄鋼板，防止裝廢鋼時(shí)破 壞爐底形狀或廢鋼插穿搗打料層，造成漏鋼隱患；如果不能 及時(shí)煉鋼，鐵板上加放100~200mm厚的石灰，防止搗打料水 化。施工方法a.用鐵鍬把料鏟平鋪好后，用37搗打料的施工搗打料的施工38安鋼三煉正在施工的電爐安鋼三煉正在施工的電爐39施工后的安鋼三煉電爐襯施工后的安鋼三煉電爐襯40鎂質(zhì)干搗料的蝕損機(jī)理

干搗料的蝕損過程很復(fù)雜，經(jīng)過顯微分析可知干搗料的蝕損過程，主要是爐料接觸深入內(nèi)部的熔渣形成液相所致。通過擴(kuò)散Fe2+基本全部溶入MgO形成RO相，F(xiàn)eO隨著深度的增加而遞減，RO相的組成而漸變；這樣，搗打?qū)拥娜芪g即表現(xiàn)為方鎂石的溶解和形成相變，而滲透層是溶蝕作用所謂過渡產(chǎn)物（緩沖結(jié)構(gòu)）。使用中隨著高溫時(shí)間的延長(zhǎng)，該層變厚，但也受溫度控制，達(dá)到一定溫度梯度便延緩變化。滲透層與鋼水和爐渣接觸的表面被氧化。當(dāng)下一次熔煉時(shí)，與鋼水接觸，C2F重新分解，F(xiàn)e2+因固溶于MgO中構(gòu)成RO相，Ca2+與Si4+形成高熔點(diǎn)礦物。這樣，爐底工作層表面小于1mm的氧化層是在不斷地消失與新生的循環(huán)過程中，爐底的溶蝕以化學(xué)反應(yīng)控制為主要特征。鎂質(zhì)干搗料的蝕損機(jī)理 干搗料的蝕損過程很復(fù)41新爐冶煉操作要求以高鐵高鈣合成鎂砂配制的干搗料在嚴(yán)格按照施工技術(shù)要求施工后獲得了打結(jié)堆積密度，為保證干搗料在冶煉過程中能夠燒結(jié)成堅(jiān)實(shí)的整體，增強(qiáng)鋼水沖刷、抗熔渣侵蝕能力，新爐第1爐的冶煉操作至關(guān)重要。具體要求：a.裝廢鋼：選擇含C、Si量低的優(yōu)質(zhì)廢鋼，最好使用剪切 料或小塊料，裝料次數(shù)應(yīng)比正常冶煉的裝料次數(shù)多1次， 裝料時(shí)料斗應(yīng)盡量靠近爐底以免超大塊料裝入砸壞爐底； 每一次所加料熔化80％左右，再次加料；所加料全部熔 化后，緩慢升溫，達(dá)1600℃以上，應(yīng)保溫30分鐘以上；b.冶煉速度：要求第1爐的冶煉時(shí)間為正常冶煉時(shí)間的2-3 倍，在送電操作上盡可能使用低檔，不允許采用油氧槍 或者碳氧槍助熔；新爐冶煉操作要求以高鐵高鈣合成鎂砂配制的干搗料在嚴(yán)格按照施工42裝廢鋼操作料罐裝廢鋼操作料罐43c.放氣：廢鋼全部熔清后在除塵系統(tǒng)抽力不足的情況下， 操作者要安排2次放氣機(jī)會(huì)，每次至少30分鐘；放氣的 同時(shí)要注意保溫并向出鋼口位置搖爐，使出鋼口周圍的 搗打料獲得充分的燒結(jié)；d.吹氧操作：在冶煉后期鋼水成分得不到要求時(shí)，往往要 采用吹氧措施，但吹氧操作時(shí)采用吹氧管淺吹比較有利， 插入鋼水深度一般為100-150mm左右，插入角度一般為 30°左右，操作時(shí)間盡可能短；e.冶煉溫度及時(shí)間：第1爐冶煉溫度盡可能高一些，時(shí)間為正常冶煉時(shí)間的2-3倍以上，這樣有利于爐底燒結(jié)；f.出鋼時(shí)應(yīng)留一定鋼水在爐底，整個(gè)冶煉過程要注意避免鋼水劇烈沸騰。44c.放氣：廢鋼全部熔清后在除塵系統(tǒng)抽力不足的情況下，d44修補(bǔ)方法I

冷修補(bǔ)和上述施工方法基本一致，只需要在修補(bǔ)前徹底清除修補(bǔ)表面上的鋼渣、殘鋼和滲入裂紋的冷鋼及灰塵。并保證爐底施工厚度最低在300mm左右。45修補(bǔ)方法I 冷修補(bǔ)和上述施工方法基本一致，只需45修補(bǔ)方法II

a.熱修補(bǔ)在冶煉中每隔一定周期進(jìn)行一次，但每爐鋼出完后必需嚴(yán)密注意爐底動(dòng)態(tài)，發(fā)現(xiàn)深度大于150mm坑時(shí)必需修補(bǔ)；b.修補(bǔ)前用氧氣（出完鋼、渣后立即進(jìn)行）吹掃被修補(bǔ)表面，徹底清除該部位的殘鋼殘?jiān)?；c.吊入搗打料至待修補(bǔ)位上方落下，移動(dòng)吊車，使之分布合理；d.吊入鐵塊或其它重物壓實(shí)即可。

e.需要強(qiáng)調(diào)的是：若爐底、爐坡大面積熱修補(bǔ)，為確保修補(bǔ)后使用壽命，縮短修補(bǔ)次數(shù)，降低干搗料的噸鋼消耗，熱修后的第一爐鋼可參照“新爐冶煉操作要求”冶煉。46修補(bǔ)方法II a.熱修補(bǔ)在冶煉中每隔一定周期進(jìn)行46干搗料使用注意事項(xiàng)a)爐底殘鋼、殘?jiān)仨毲謇砀蓛簦駝t易產(chǎn)生新、老料分層 ，使用過程中可能導(dǎo)致?lián)v打料上翻，從而影響使用壽命。b)打結(jié)搗打料時(shí)一定要嚴(yán)格按施工要求進(jìn)行操作，保證搗打 料的密實(shí)度。否則會(huì)導(dǎo)致使用過程中搗打料收縮嚴(yán)重，產(chǎn) 生大量裂紋引起剝落，導(dǎo)致壽命下降；c)第1爐冶煉至關(guān)重要，吹氧脫碳時(shí)吹氧管切不可插入太深，否則易使?fàn)t底搗打料上翻產(chǎn)生大坑；d)4、第1爐冶煉時(shí)可在爐底鋪上一層石灰，不但可避免廢鋼 直接砸爐底，而且可防止搗打料水化，并可提早形成爐渣 ；e)當(dāng)爐底出現(xiàn)大坑時(shí)，必須將坑內(nèi)的殘鋼，殘?jiān)箖?，然?再用搗打料進(jìn)行修補(bǔ)。如果坑內(nèi)有少許鋼水倒不凈，可在 鋼水面上加一些石灰或白云石，使用鐵耙將白云石連同鋼 水扒凈，否則修補(bǔ)時(shí)爐底坑內(nèi)形成夾層，影響修補(bǔ)效果。47干搗料使用注意事項(xiàng)a)爐底殘鋼、殘?jiān)仨毲謇砀蓛?，?7第五節(jié)偏心爐底出鋼

傳統(tǒng)的電弧爐，通常都是采用出鋼槽出鋼。出鋼前需先扒渣或在出鋼后以倒包的方法除渣。這樣進(jìn)入精煉的初熔鋼水就難于達(dá)到純凈無渣，且除渣操作繁重，能量損失也很大。80年代初期，由西德蒂森公司和丹麥DDS公司研制的第一臺(tái)采用偏心爐底出鋼的電弧爐，使出鋼時(shí)間縮短，延長(zhǎng)了爐襯壽命，節(jié)約了能源。尤其實(shí)現(xiàn)了無渣出鋼，精煉爐的精煉效果明顯改善。采用EBT出鋼時(shí)，先將爐子前傾10o再打開出鋼口；在爐渣卷入前將爐子搖回，終止出鋼，通常爐內(nèi)留鋼10~15％。第五節(jié)偏心爐底出鋼 傳統(tǒng)的電弧爐，通常都是48EBT出鋼的優(yōu)點(diǎn)1、常規(guī)出鋼傾角40o，而EBT法出鋼只需10o，爐壁水冷面積可擴(kuò)大到90％，耐火材料費(fèi)用降低50％；2、出鋼流短、緊湊，只需2分鐘，出鋼過程溫降僅30℃左右；3、減輕對(duì)包壁的沖擊，包襯壽命提高20~40％；4、降低鋼水吸氣量；5、冶煉時(shí)間縮短，電耗和電極消耗都有降低。EBT出鋼的優(yōu)點(diǎn)1、常規(guī)出鋼傾角40o49EBT出鋼口用耐火材料

包括出鋼口座磚、出鋼口管磚和尾磚，為便于更換管磚，在座磚和管磚之間(間隙有25mm左右)通常填充鎂質(zhì)搗打料或高純燒結(jié)鎂砂、磷酸鹽結(jié)合澆注料等材料。EBT出鋼口磚在材質(zhì)上普遍選用抗侵蝕、沖刷性能好的機(jī)壓成型MgO－C磚或Al2O3-SiC-C磚。國內(nèi)出鋼口管磚的壽命普遍在120~150次左右，最高的在200次以下。EBT出鋼口用耐火材料 包括出鋼口座磚、出鋼口管磚50項(xiàng)目MgO－CAlO-SiC-C

23AlO-MgO-C

23

3體積密度g/cm2.832.882.982.75顯氣孔率％2.72.49.111.07.1耐壓強(qiáng)度MPa40.044.060.047.058.0高溫抗折強(qiáng)度MPa（1500℃）16.018.015.01.0化學(xué)組成％AlO

237585.9SiO

274733.9MgO2020632.9F.C13255.5SiC97EBT出鋼口用耐火材料

包括出鋼口座磚、出鋼口管磚和尾磚，為便于更換管磚，在座磚和管磚之間(間隙有25mm左右)通常填充鎂質(zhì)搗打料或高純燒結(jié)鎂砂、磷酸鹽結(jié)合澆注料等材料。EBT出鋼口磚在材質(zhì)上普遍選用抗侵蝕、沖刷性能好的機(jī)壓成型MgO－C或Al2O3-SiC-C磚。項(xiàng)目MgO－CAlO-SiC-CAlO-MgO-C 51鎂碳質(zhì)整體出鋼口鎂碳質(zhì)整體出鋼口52出鋼口的安裝出鋼口的安裝53用途品名化學(xué)組成％粒度 mm特點(diǎn)MgOSiO

2CaOAlO

23FeO

23EBT 引 流 砂鎂橄欖石 砂50400.59.02~5使用溫度 1750℃鎂鈣鐵砂84861.21.08.07.00.50.55.56.52~52~5

使用溫度1700℃陶瓷 結(jié)合EBT出鋼口填料

為使EBT出鋼系統(tǒng)順利開澆，裝料前在出鋼口通道內(nèi)填滿特制的引流砂，一般稱之為出鋼口填料。引流砂具有高的耐火性能，達(dá)到出鋼溫度時(shí)，填料的表面達(dá)到燒結(jié)狀態(tài)，以防止鋼水往下滲透。表面層往下未燒結(jié)的引流砂，待出鋼打開托板時(shí)能順利流出，且借助于鋼水的壓力將燒結(jié)層沖破達(dá)到自動(dòng)開澆的目的。填料與鋼水無化學(xué)反應(yīng)，且不污染鋼水。出鋼口所采用的引流砂一般采用鎂橄欖石砂、合成鎂鈣鐵砂。用途品名化學(xué)組成％粒度特點(diǎn)MgOSiOCaOAlOFeO54牌號(hào)PNEAF1EAF2EAF5EAF6EAF8化學(xué)成分SiO％

2>28>26>75>15>28MgO％>52>56>10>65>57C％/<5<3<5/粒度（mm）<6濮耐公司的EBT出鋼口填料牌號(hào)PNEAF1EAF2EAF5EAF6EAF8化學(xué)SiO55EBT出鋼口填料使用注意事項(xiàng)1、出鋼口填料受潮后會(huì)引起自開率下降，為此，必須確保出鋼口填料干燥，否則使用前要求烘烤；2、出鋼后必須將出鋼口內(nèi)的殘鋼、殘?jiān)謇砀蓛艉笤偌犹盍希?/p>

3、填料的加入量要合理，在加入填料后一定要形成蘑菇狀，特別注意不能使填料低于出鋼口的上部平面以免鋼水進(jìn)入出鋼口因凝固造成填料不能自開。EBT出鋼口填料使用注意事項(xiàng)1、出鋼口填料受56第六節(jié)電爐側(cè)墻用噴補(bǔ)料目前普遍使用以高鐵高鈣合成鎂砂為主原料的噴補(bǔ)料。對(duì)于MgO－C2F型噴補(bǔ)料來說，因?yàn)椴缓坞x的CaO，不易過早水化，因此在噴補(bǔ)層工作面上MgO吸收氧化鐵，而殘?jiān)蠪eO成分又很貧乏，進(jìn)而使殘?jiān)煞洲D(zhuǎn)變?yōu)楦呷埸c(diǎn)C2S（硅酸二鈣）析出物領(lǐng)域，從而降低了侵蝕。選用MgO－C2F型噴補(bǔ)料需要特別注意的是，要盡量避免濫用硅酸鹽結(jié)合劑，并且不要用粘土作增塑劑，而應(yīng)該選用有機(jī)添加劑來保證噴補(bǔ)料的附著能力。因?yàn)樗芤宰钌俚暮刻岣咚茏冎?，從而有可能在大范圍?nèi)改變加水量。第六節(jié)電爐側(cè)墻用噴補(bǔ)料目前普遍使用以高鐵高鈣合成57項(xiàng)目PN-GM2PN-GM3MgO(%),≥8280

3體積密度(g/cm),≥1500℃×3h2.52.5耐壓強(qiáng)度(MPa),≥1500℃×3h2020抗折強(qiáng)度(MPa),≥1500℃×3h88線變化率(%)1500℃×3h-2.0～0-2.0～0濮耐公司生產(chǎn)的噴補(bǔ)料理化指標(biāo)項(xiàng)目PN-GM2PN-GM3MgO(%),≥8280 31558噴補(bǔ)圖片噴補(bǔ)圖片59第七節(jié)電爐爐底吹氣攪拌系統(tǒng)用耐火材料60第七節(jié)電爐爐底吹氣攪拌系統(tǒng)用耐火材料6060直接攪拌系統(tǒng)（MHP型）特點(diǎn)（1）透氣磚由于直接與鋼水接觸而蝕損；（2）需在短時(shí)間內(nèi)更換，例如每3星期更換一次，操作蝕損率，每小時(shí)約0.5mm；（3）氣體引入局部集中在鋼水熔池中，在小范圍內(nèi)形成劇烈攪拌；（4）鋼水局部未被爐渣覆蓋，并吸收氮?dú)猓唬?）必須連續(xù)地供氣，在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下每個(gè)透氣磚流量約為3~5m3/h。61直接攪拌系統(tǒng)（MHP型）特點(diǎn)（1）透氣磚由于直接與鋼61間接攪拌系統(tǒng)（TLS型）特點(diǎn)（1）透氣磚由于被透氣的搗打料覆蓋，蝕損較緩慢，因此可維持整個(gè)爐役，甚至1年，僅爐底需定期維修；（2）氣體大范圍進(jìn)入鋼水熔池，廣泛分布，并有大面積的輕微氣泡；（3）這種裝置不能從出鋼口周圍撇開爐渣；（4）供氣可以中斷，在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下典型流量為5~7cm3/透氣磚。62間接攪拌系統(tǒng)（TLS型）特點(diǎn)（1）透氣磚由于被透氣62七、直流電爐用耐火材料

DC電爐的優(yōu)點(diǎn)??????????石墨電極消耗量降低；閃爍水平降低；長(zhǎng)電弧作業(yè)；耐火材料消耗降低；噪音低；電耗低；電力輸入能力提高；直流攪拌，提高均勻性；簡(jiǎn)化了電極控制系統(tǒng)；減少維修。七、直流電爐用耐火材料?石墨電極消耗量降低；63DC電爐爐底導(dǎo)電問題

一種典型的DC電爐的特征是設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，由一個(gè)置于中心位置的石墨電極作為陰極，而陽極端與爐底的接點(diǎn)相連。

當(dāng)今，世界范圍內(nèi)的DC電爐爐底導(dǎo)電的問題，可采用導(dǎo)電耐火材料或金屬元件來解決。導(dǎo)電耐火材料包括導(dǎo)電MgO－C磚和導(dǎo)電砂；導(dǎo)電金屬元件包括鋼棒、鋼片和鋼針。DC電爐爐底導(dǎo)電問題 一種典型的DC電爐的64項(xiàng)目abcd用途永久襯工作襯修補(bǔ)料修補(bǔ)料類型燒成磚燒成磚常溫?fù)v打料高溫噴補(bǔ)料MgO%75847446CaO%20固定碳％20101619

電阻率

-3×10?·cm4171885A耐火材料導(dǎo)電的DC爐底

導(dǎo)電爐底一般由三層經(jīng)過熱處理的瀝青或者樹脂結(jié)合的MgO－C磚和一層約150mm厚的MgO－C質(zhì)耐火打結(jié)混合料構(gòu)成，各層之間澆注了石墨粉。因此，導(dǎo)電耐火材料爐底包括永久襯、工作襯和保護(hù)涂層。耐火打結(jié)混合料層實(shí)際上是工作襯，能在熱態(tài)或冷態(tài)下進(jìn)行修補(bǔ)，爐底電極由直接放置在水冷底殼上的大環(huán)形銅板構(gòu)成。項(xiàng)目abcd用途永久襯工作襯修補(bǔ)料修補(bǔ)料類型燒成磚燒成磚常溫65耐火材料導(dǎo)電的DC爐底耐火材料導(dǎo)電的DC爐底66導(dǎo)電鎂碳磚需要燒成的理由（1）通過在800℃以上的溫度下燒成能使MgO－C磚的電阻降低到需要的標(biāo)準(zhǔn)；（2）燒成可消除導(dǎo)電MgO－C磚的比電阻對(duì)溫度的相關(guān)性；（3）增加MgO－C磚的強(qiáng)度；（4）提高M(jìn)gO－C磚的韌性；（5）確保DC電爐達(dá)到安全操作的要求。

試驗(yàn)證明，不燒MgO－C磚的電阻率隨著加熱溫度的上升而下降。溫度在800℃以上幾乎為一定值，說明燒成溫度在800℃以上時(shí)可獲得穩(wěn)定電阻率的MgO－C磚。而燒成MgO－C磚的電阻率不隨溫度變化，表明存在于MgO－C磚中的結(jié)合劑已被碳化并形成了導(dǎo)電基質(zhì)。

MgO－C磚熱處理溫度為800~1000℃時(shí)，其強(qiáng)度最大，而且可使其電阻降低到所要求的標(biāo)準(zhǔn)，從而滿足穩(wěn)定DC電爐的操作。導(dǎo)電鎂碳磚需要燒成的理由（1）通過在800℃以上的溫度下67B鋼棒電極導(dǎo)電的DC爐底鋼棒電極的設(shè)計(jì)是將一個(gè)或幾個(gè)鋼棒（直徑一般為250mm）電極（通常也稱為坯體）插入到爐底導(dǎo)通直流電，鋼棒數(shù)量取決于爐子的容量，目前DC電爐作業(yè)用1~4根鋼棒電極。鋼棒的上部與熔體接觸，部分熔化。鋼棒埋入爐底耐火材料中，外部底端用水冷卻。

在爐子內(nèi)部，鋼棒由堿性耐火磚（如MgO－C磚）所環(huán)繞。爐床的其余部分采用特殊干式鎂質(zhì)搗打料作里襯，這種材料已成功地在交流電爐中采用。為修補(bǔ)鋼棒電極，通常每周一次將鋼棒或裝滿廢鋼的短管放置在損毀部位上，周圍的鎂磚或MgO－C磚可采用鎂質(zhì)搗打料在清潔的耐火材料表面上進(jìn)行修補(bǔ)。B鋼棒電極導(dǎo)電的DC爐底鋼棒電極的設(shè)計(jì)是將68鋼棒電極導(dǎo)電的DC爐底鋼棒電極導(dǎo)電的DC爐底69電極套磚的選用

采用鋼棒電極導(dǎo)電的DC電爐爐底電極周圍套磚的損毀最大。造成損毀的原因是由于它不僅承受著鋼水的侵蝕，而且還受到電極局部熔融凝固以及銅套水冷等復(fù)雜的熱作用，同時(shí)鋼棒膨脹還會(huì)引起龜裂，故材料應(yīng)具備特性：（1）抗熱震性能高；（2）應(yīng)具有與鋼棒相適應(yīng)的熱膨脹性；（3）高的導(dǎo)熱性能。

研究得出，MgO－C磚的抗熱震性明顯高于燒成鎂磚，并且其石墨含量越高抗熱震性能也越高，這應(yīng)歸功于碳的高導(dǎo)熱性和低的彈性率。

雖然鋼棒熔融凝固后會(huì)產(chǎn)生膨脹，但熱膨脹系數(shù)較小的MgO－C磚并不會(huì)產(chǎn)生龜裂，所以對(duì)于使用來說，鋼棒電極適度的膨脹可以不考慮。

試驗(yàn)研究工作和使用情況表明，DC電爐爐底電極周圍套磚選用耐龜裂性能高的高碳含量的MgO－C磚（不低于20％C）的耐用性能高，說明它們完全可以滿足DC電爐爐底電極長(zhǎng)壽命的要求。電極套磚的選用 采用鋼棒電極導(dǎo)電的DC電爐爐底電極周圍套70C鋼片和多根鋼針導(dǎo)電的DC爐底

采用鋼片，將底部陽極分成幾個(gè)部分，布置在爐底環(huán)帶上，每個(gè)區(qū)段由一個(gè)水平方向底極和多個(gè)豎向焊接鋼片構(gòu)成，鋼片約1.7mm厚，各片相距約90mm，每個(gè)部件用螺栓固定在用空氣冷卻的底殼上，底殼與地面電絕緣，并與四個(gè)銅導(dǎo)體相連接，爐底用與UHP電爐爐底同樣的鎂質(zhì)干搗料鋪里襯，作為鋼片式直流電爐爐底。爐缸用干式鎂質(zhì)搗打料做成。

或采用大量圓形鋼針，約200根左右，穿透耐火材料到爐子的底部殼體，鋼針直徑在25~50mm之間，觸點(diǎn)鋼針固定在圓形導(dǎo)電電極上，并采用空氣冷卻，底部電極安裝在爐底中心。在直流電爐整個(gè)爐底里襯上，包括鋼針之間的區(qū)域可用干式鎂質(zhì)搗打料。 鋼片和鋼針型DC電爐由于受底電極幾何形狀的限制，采用傳統(tǒng)的方法壓實(shí)不定形耐火材料僅在一定范圍內(nèi)有效。為了提高該類耐火材料的抗侵蝕性能，則采用獨(dú)特設(shè)計(jì)的振動(dòng)器進(jìn)行搗固，在安裝鋼片型電極的爐子中能得到最佳的密實(shí)性。C鋼片和多根鋼針導(dǎo)電的DC爐底 采用鋼片，將底71鋼片和多根鋼針導(dǎo)電的DC爐底鋼片和多根鋼針導(dǎo)電的DC爐底72第五章電爐系統(tǒng)用耐火材料第1頁第五章電爐系統(tǒng)用耐火材料第1頁73電爐照片電爐照片74電爐煉鋼以電能作為主要熱源，使用三相交流電流或直流電流。爐料和電極間直接產(chǎn)生電弧，利用電弧高溫熔化爐料，然后加入氧化劑、造渣劑、鐵合金等以去除夾雜。將鋼水化學(xué)成分和溫度調(diào)整至規(guī)定值后注入鋼包.80年代以來，電爐向大型化、超高功率化、直流化、連續(xù)化和自動(dòng)化的方向發(fā)展，世界電爐煉鋼生產(chǎn)技術(shù)得到更迅速的發(fā)展。電爐的工作原理電爐煉鋼以電能作為主要熱源，使用三相交流電流或直流電流。爐料75電爐用耐火材料示意圖電爐用耐火材料示意圖76電爐俯視圖5電爐俯視圖577第一節(jié)電爐爐頂用耐火材料電爐爐頂最初采用硅磚砌筑，自60年代末期開始試用高鋁質(zhì)材料以來，因其耐火度、高溫抗侵蝕性能以及良好的熱震穩(wěn)定性比硅磚優(yōu)益，因此，高鋁質(zhì)材料在電爐爐頂上被長(zhǎng)期使用。到90年代后，全水冷爐頂技術(shù)的廣泛采用，為降低停爐時(shí)間，降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度，在電極三角區(qū)位置普遍采用以高鋁質(zhì)或剛玉質(zhì)并添加有鋼纖維的耐火澆注料整體預(yù)制爐蓋。在未采用水冷爐頂?shù)匿搹S其電極三角區(qū)仍然采用磷酸鹽（主要是磷酸鋁）結(jié)合燒成或不燒高鋁磚砌筑。第一節(jié)電爐爐頂用耐火材料電爐爐頂最初采用硅磚砌筑，自6078磚種化學(xué)成分％耐火度℃顯氣孔率％荷重軟化點(diǎn)溫度℃常溫耐壓強(qiáng)度MPaAlO

23SiO

2TiO

2FeO

23RO

2高鋁磚>8573.681.750.3>179015~191565~1590107.9~201.4不燒藍(lán)晶石7814.42.141.310.15>179019~221530~155070~105燒成紅柱石磚54.28//1.74/>179014.61620108.5燒成莫來石剛玉磚73.06//0.69/>179019.9171081.7電爐爐頂常用耐火磚性能表磚種化學(xué)成分％耐火度顯氣孔荷重軟化常溫耐壓強(qiáng)A79牌號(hào)PN－DLD30DLD33DLD39化學(xué)成分％AlO+MgO

23>80AlO+CrO

2323>92>92體積密度

3

g/cm1500℃×3h>2.8>3.2>3.2耐壓強(qiáng)度 MPa1500℃×3h>30>80>80抗折強(qiáng)度 MPa1500℃×3h>5>12>12線變化率％1500℃×3h0~+1.00~+1.00~+1.0最高使用溫度℃180018001800濮耐電爐頂性能表牌號(hào)PN－DLD30DLD33DLD39化學(xué)成分％AlO80濮耐生產(chǎn)的交流電爐頂實(shí)物圖濮耐生產(chǎn)的交流電爐頂實(shí)物圖81電爐頂損毀機(jī)理

電爐爐蓋是帶有電極孔和排煙孔的球面形結(jié)構(gòu)，外環(huán)部分稱主爐蓋，中間部分稱小爐蓋（又叫三角區(qū)），裝料時(shí)爐蓋可移開。電爐冶煉工藝極其復(fù)雜，三角區(qū)預(yù)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(xué)侵蝕、除塵時(shí)所形成的高速氣流沖擊磨損以及爐蓋結(jié)構(gòu)不合理等因素的綜合影響。電爐頂損毀機(jī)理 電爐爐蓋是帶有電極孔和排煙孔82使用中的電爐頂使用中的電爐頂83A弧光輻射

電爐冶煉時(shí)電極放電所產(chǎn)生弧光溫度高達(dá)4000℃以上，對(duì)小爐蓋工作面進(jìn)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(zhǎng)，功率越大，對(duì)爐頂輻射熱越大，爐頂損壞越快。一般鋼廠要求在起弧時(shí)采用較低檔送電，控制電弧長(zhǎng)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(hù)爐蓋。A弧光輻射 電爐冶煉時(shí)電極放電所產(chǎn)生弧光84B急冷急熱

電弧加熱、出鋼和爐蓋旋轉(zhuǎn)到爐外裝料造成急冷急熱，進(jìn)而使?fàn)t蓋產(chǎn)生熱應(yīng)力造成工作面剝落。B急冷急熱 電弧加熱、出鋼和爐蓋旋轉(zhuǎn)到爐85C除塵系統(tǒng)抽力

除塵系統(tǒng)抽塵所形成的高速氣流對(duì)爐蓋工作面的沖擊磨損。抽力不足時(shí)，廢鋼熔化所產(chǎn)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(zhǎng)時(shí)間劇烈沖刷使電極孔擴(kuò)孔嚴(yán)重。在主爐蓋呈球形或弧形結(jié)構(gòu)時(shí)，將造成小爐蓋工作面以弧形侵蝕。為此，操作者應(yīng)定期清理除塵系統(tǒng)煙道內(nèi)的雜物，以免煙道堵塞，影響除塵效果。C除塵系統(tǒng)抽力 除塵系統(tǒng)抽塵所形成的高速氣流86D化學(xué)侵蝕

鋼水和爐渣噴濺至爐蓋工作面，其中某些化學(xué)成分與工作面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，并滲透到工作面內(nèi)部，形成變質(zhì)層。當(dāng)溫度驟變時(shí)所產(chǎn)生的熱應(yīng)力促使變質(zhì)層剝落，進(jìn)而形成新的工作面又遭受到循環(huán)損毀。熔池液面與小爐蓋工作面距離越高，噴濺作用愈小，化學(xué)侵蝕影響就越小。高度一般在1.5m以上。D化學(xué)侵蝕 鋼水和爐渣噴濺至爐蓋工作面，其中87E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(zhì)，將加劇對(duì)小爐蓋的損毀。鐵水兌入比例越高，影響越大。E鐵水兌入比例 鐵水中含有較高的硅和硫88F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(xiàn)為擴(kuò)孔）。F電極噴淋水 電極采用噴淋水措施不但降低了電極消耗，而89G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(xiàn)象。漏水時(shí)，水迅速被氣化并隨煙氣抽出，對(duì)小爐蓋影響不大。但是漏水嚴(yán)重時(shí)有可能導(dǎo)致鋼水大噴或爐子爆炸事故，為預(yù)防該事故發(fā)生，往往提前將水冷圈換下焊接。與此同時(shí)小爐蓋隨之被吊下。重新焊接好后再一起吊上使用，此時(shí)工作面變質(zhì)層遭受到嚴(yán)重的急冷急熱，將導(dǎo)致小爐蓋壽命大幅度降低。特別是一個(gè)小爐蓋在使用過程中遭遇水冷圈頻繁漏水、頻繁焊接后循環(huán)使用遭到的損毀尤甚。有時(shí)見小爐蓋在冷卻狀態(tài)下開裂嚴(yán)重或襯體較薄時(shí)，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(wù)。G可更換水冷圈的漏水影響 可更換水冷圈在很90水冷預(yù)制爐蓋水冷預(yù)制爐蓋91H爐蓋結(jié)構(gòu)影響

平頂結(jié)構(gòu)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(dòng)、蹋落，甚至3個(gè)電極孔連成1個(gè)大孔（主要由蹋落造成），最終導(dǎo)致使用者更換爐蓋。如果是拱頂結(jié)構(gòu)，即使有裂縫也會(huì)在爐蓋自重作用下將裂縫擠緊，不會(huì)造成松動(dòng)，可延續(xù)爐蓋的壽命。因此，拱頂結(jié)構(gòu)的爐蓋在使用效果上要比平頂結(jié)構(gòu)好。H爐蓋結(jié)構(gòu)影響 平頂結(jié)構(gòu)爐蓋在自重作用92I造泡沫渣技術(shù)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(duì)小爐蓋工作面的熔損作用小。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(dòng)形成一氧化碳穿過爐渣形成泡沫渣；另外一種方法利用的較普遍，在爐門口利用碳氧槍噴吹碳粉和氧氣，生成一氧化碳穿過爐渣形成泡沫渣，同時(shí)也可以人工補(bǔ)加碳粉造渣?？梢娕菽斓暮脡膶?duì)小爐蓋的使用也有一定影響。I造泡沫渣技術(shù)水平電爐冶煉后期，需要造93第二節(jié)水冷爐壁22

為強(qiáng)化冶煉，縮短冶煉時(shí)間，提高效益，許多鋼廠采用氧燃助熔技術(shù)。氧燃助熔的噴嘴，可安裝在爐門、爐壁或爐蓋上。主要采用氧－油、氧－煤噴吹技術(shù)。水冷爐壁主要采用鑄鐵或鍋爐鋼焊接而成，附設(shè)有掛渣釘，具有良好的掛渣能力。水冷爐壁通過掛渣，可有效避免電弧將之擊穿導(dǎo)致漏水。水冷爐壁由若干塊爐壁塊組成，與爐殼內(nèi)側(cè)向平齊，確保每個(gè)爐壁塊可垂直向上吊出爐殼。使用水冷爐壁的好處是耐火材料和電極消耗下降，爐料有效容積擴(kuò)大；電爐維修工作量和停爐時(shí)間相應(yīng)減少，水冷內(nèi)壁不需修理，作業(yè)率提高。第二節(jié)水冷爐壁22 為強(qiáng)化冶煉，縮短冶煉時(shí)間，提高94第三節(jié)電爐側(cè)墻用耐火材料第23頁

電爐側(cè)墻的結(jié)構(gòu)一般可分為保溫層和工作層兩個(gè)部分。保溫層用石棉板和粘土磚砌筑。電爐側(cè)墻的壽命主要決定于局部損壞。爐墻下部渣線長(zhǎng)時(shí)間處于高溫爐渣的浸泡之中，爐渣的物理滲透和化學(xué)侵蝕都是非常嚴(yán)重的，通過流動(dòng)的熔渣和鋼水的沖刷，往往造成深深的凹槽，導(dǎo)致渣線超前蝕損。此外，爐墻各部位的溫度分布也是不均勻的，其中的“熱點(diǎn)”區(qū)域的溫度最高，該處爐襯損毀最快。而且，三個(gè)熱點(diǎn)部位的損毀程度也不一樣，尤以2號(hào)電極附近的爐墻，特別是該部位的渣線處蝕損最嚴(yán)重，常常成為停爐的主要原因。第三節(jié)電爐側(cè)墻用耐火材料第23頁 電爐側(cè)墻的結(jié)構(gòu)一般可95鋼廠MgO ％

C％

體積密

3度g/cm顯氣孔率 ％常溫耐壓強(qiáng)度MPa高溫抗折強(qiáng)度 MPa(1400℃)舞鋼75噸電爐>76<172.854>34>12.6大冶鋼廠50噸電爐>7616.42.843>31>14.5普通功率側(cè)墻用耐火材料

不帶水冷爐壁的電爐側(cè)墻，一般采用MgO－C磚砌筑。熱點(diǎn)區(qū)域和渣線部位是使用條件最苛刻的部位，不僅受到鋼水和爐渣的嚴(yán)重侵蝕和沖刷以及加入廢鋼時(shí)的機(jī)械撞擊，而且還受到溫度高達(dá)4000℃的電極弧光的熱輻射。熱點(diǎn)和渣線用鎂碳磚的性能見上表。鋼廠MgO C 體積密顯氣孔率常溫耐壓高溫抗折強(qiáng)度舞鋼75噸96UHP電爐側(cè)墻用耐火材料

超高功率電爐側(cè)墻幾乎都是使用MgO－C磚砌筑，其熱點(diǎn)區(qū)域和渣線部位則使用性能突出的MgO－C磚砌筑，尤以全碳基質(zhì)MgO－C磚更適合這些部位的使用條件，能大幅度地提高其使用壽命。對(duì)于采用EBT出鋼的超高功率電爐，其水冷面積已達(dá)到70％，從而大幅度降低耐火材料的使用量?，F(xiàn)代水冷技術(shù)需要高導(dǎo)熱性能MgO－C磚。UHP電爐用MgO－C磚最新發(fā)展技術(shù)是以高純電熔鎂砂和鱗片狀石墨作原料，以酚醛樹脂作結(jié)合劑，經(jīng)配料、混合后在高壓下成型，采用高溫?zé)珊笤俳n瀝青，生產(chǎn)所謂燒成瀝青浸漬MgO－C磚。通常將MgO－C磚埋入碳中或者在還原氣氛中直接燒成，燒成溫度在800~1500℃。對(duì)于含石墨耐火材料的燒成，日本還提出另一種燒成方法，即在含石墨耐火材料表面涂敷由50~70％玻璃粉、15~30％長(zhǎng)石粉以及10~20％金屬硅粉的混合物加硅溶膠作結(jié)合劑制成的泥漿，待干燥后，在氧化氣氛下進(jìn)行高溫?zé)?，從而制得性能?yōu)異的含石墨耐火材料。側(cè)墻工作層厚度與電爐容量有關(guān)，一般在200~450mm左右，其永久襯厚度在100mm左右。UHP電爐側(cè)墻用耐火材料 超高功率電爐側(cè)墻幾乎都是97指標(biāo)與牌號(hào)MT8AMT8BMT8CMT10AMT10BMT10CMgO(%)，≥828078807876C(%)，≥888101010氣孔率(％)，≤567456

3體密(g/cm)，≥3.002.952.902.972.932.90常溫耐壓(MPa)，≥454035404035高溫抗折(MPa)，≥ (1400℃×30min)654654電爐用鎂碳磚理化指標(biāo)指標(biāo)與牌號(hào)MT8AMT8BMT8CMT10AMT10BMT198指標(biāo)與牌號(hào)MT12A 1MT12AMT12BMT12CMT14A 1MT14AMT14 BMT14 CMgO(%)，≥7978767478767474C(%)，≥1212121214141414氣孔率(％)，≤44564456

3體密(g/cm)，≥2.962.962.932.902.952.952.902.90常溫耐壓(MPa)， ≥4040403540404035高溫抗折(MPa)， ≥(1400℃×30min)8876121285電爐用鎂碳磚理化指標(biāo)指標(biāo)與牌號(hào)MT12AMT12AMT12BMT12CMT14A99第四節(jié)電爐爐底用耐火材料?絕熱層?永久層?工作層?電爐底干式搗打料施工方法第四節(jié)電爐爐底用耐火材料?絕熱層?電爐底干式搗打料100A絕熱層用耐火材料

絕熱層是爐底最下層，其作用是降低電爐的熱損失，并保證降低熔池上下鋼液的溫度差。通常是在爐殼上先鋪一層石棉板，再鋪硅藻土粉，其上面平砌一層絕熱磚。A絕熱層用耐火材料 絕熱層是爐底最下層，101B永久層用耐火材料

在絕熱層之上是永久層，其作用是保證熔池的堅(jiān)固性，防止漏鋼。通常，永久層用MgO為95~96％的燒成鎂磚砌筑，鎂磚先用磨磚機(jī)修整，以保證砌磚的質(zhì)量。鎂磚的耐火度可達(dá)2000℃以上，其荷重軟化開始溫度，一般鎂磚在1520~1600℃之間，而高純鎂磚可達(dá)1800℃。20~1000℃下鎂磚的線膨脹率一般為1.2~1.4％，并近似呈線性。鎂磚的熱導(dǎo)率較高，在耐火制品中僅次于碳磚和碳化硅磚，并隨溫度的升高而降低。鎂磚的抗熱震性較差，提高鎂磚的純度可適當(dāng)提高抗熱震性。鎂