Загальні вимоги до вогнетривких матеріалів для дугових електропечей:
(1) Вогнетривкість має бути високою. Температура дуги перевищує 4000°C, а температура виробництва сталі становить 1500~1750°C, іноді досягає 2000°C, тому вогнетривкі матеріали повинні мати високу вогнетривкість.
(2) Температура розм'якшення під навантаженням має бути високою. Електрична піч працює в умовах високотемпературного навантаження, а корпус печі має витримувати ерозію розплавленої сталі, тому вогнетривкий матеріал повинен мати високу температуру розм’якшення при навантаженні.
(3) Міцність на стиск має бути високою. На футеровку електропечі впливає вплив шихти під час завантаження, статичний тиск розплавленої сталі під час плавки, ерозія потоку сталі під час випуску та механічна вібрація під час роботи. Тому від вогнетривкого матеріалу вимагається висока міцність на стиск.
(4) Теплопровідність має бути невеликою. Щоб зменшити втрати тепла електропечі та зменшити енергоспоживання, вогнетривкий матеріал повинен мати погану теплопровідність, тобто коефіцієнт теплопровідності повинен бути малим.
(5) Термічна стабільність має бути хорошою. Протягом кількох хвилин від випуску до завантаження в електропечному виробництві сталі температура різко падає з приблизно 1600 °C до нижче 900 °C, тому вогнетривкі матеріали повинні мати гарну термічну стабільність.
(6) Сильна стійкість до корозії. У процесі виробництва сталі шлак, пічний газ і розплавлена сталь мають сильний хімічний вплив на вогнетривкі матеріали, тому вогнетривкі матеріали повинні мати високу стійкість до корозії.
Вибір вогнетривких матеріалів для бічних стінок
Цегла MgO-C зазвичай використовується для зведення бічних стінок електропечей без водоохолоджувальних стінок. Найсуворіші умови експлуатації мають гарячі точки і шлакопроводи. Вони не тільки піддаються сильній корозії та ерозії розплавленою сталлю та шлаком, а також сильному механічному впливу під час додавання брухту, але також піддаються тепловому випромінюванню від дуги. Таким чином, ці частини побудовані з цегли MgO-C з чудовими характеристиками.
Для бічних стінок електропечей з водоохолоджуваними стінками завдяки використанню технології водяного охолодження підвищується теплове навантаження та суворіші умови використання. Тому слід вибирати цеглу MgO-C з хорошою стійкістю до шлаку, стійкістю до термічного удару та високою теплопровідністю. Вміст вуглецю в них становить 10% ~ 20%.
Вогнетривкі матеріали для бічних стінок електропечей надвисокої потужності
Бічні стінки електричних печей надвисокої потужності (печі UHP) здебільшого побудовані з цегли MgO-C, а гарячі точки та зони шлакових ліній побудовані з цегли MgO-C із чудовими характеристиками (наприклад, повної вуглецевої матриці MgO-C цегли). Значно збільшити термін його служби.
Незважаючи на те, що навантаження на стінку печі було зменшено завдяки вдосконаленню методів роботи електропечі, вогнетривким матеріалам все ще важко продовжити термін служби гарячих точок при роботі в умовах плавки в печі UHP. Тому була розроблена і застосована технологія водяного охолодження. Для електричних печей, які використовують EBT, площа водяного охолодження досягає 70%, що значно скорочує використання вогнетривких матеріалів. Сучасна технологія водяного охолодження вимагає цегли MgO-C з хорошою теплопровідністю. Асфальт, магнезіальна цегла зі смолою та цегла MgO-C (вміст вуглецю 5%-25%) використовується для будівництва бічних стінок електропечі. В умовах суворого окислення додаються антиоксиданти.
Для зон гарячих точок, найбільш сильно пошкоджених окислювально-відновними реакціями, для будівництва використовується цегла MgO-C з великим кристалічним плавленим магнезитом як сировиною, вмістом вуглецю більше 20% і повною вуглецевою матрицею.
Остання розробка цегли MgO-C для електричних печей UHP полягає у використанні високотемпературного випалу та подальшого просочення асфальтом для виробництва так званої цегли MgO-C, просоченої обпаленим асфальтом. Як видно з таблиці 2, порівняно з непросоченою цеглою, вміст залишкового вуглецю в обпаленій цеглі MgO-C після асфальтового просочування та рекарбонізації збільшується приблизно на 1%, пористість зменшується на 1%, а міцність на вигин і тиск при високій температурі міцність була значно покращена, тому він має високу довговічність.
Магнієві вогнетривкі матеріали для бічних стінок електропечі
Футеровка електропечей поділяється на лужну і кислотну. Перший використовує лужні вогнетривкі матеріали (такі як магнезія та вогнетривкі матеріали MgO-CaO) як футеровку печі, а другий використовує силікатну цеглу, кварцовий пісок, білий шлам тощо для побудови футеровки печі.
Примітка. Для футеровки печей у лужних електричних печах використовуються лужні вогнетривкі матеріали, а в кислотних електричних печах — кислотні вогнетривкі матеріали.
Час публікації: 12 жовтня 2023 р
