电炉系统用耐火材料ppt课件

1、第五章第五章 电炉系统用耐火资料电炉系统用耐火资料第1页电炉照片电炉炼钢以电能作为主要热源，运用三电炉炼钢以电能作为主要热源，运用三相交流电流或直流电流。炉料和电极间直接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。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将钢水化学成分和温度调整至规定值后注入钢包钢包 . 80 . 80 年代以来，电炉向大型化、超高功率年代以来，电炉向大型化、超高功率化、直流化、延续化和自动化的方向开展，化、直流化、延续化和自动化的方向

2、开展，世界电炉炼钢消费技术得到更迅速的开展。世界电炉炼钢消费技术得到更迅速的开展。电炉的任务原理电炉的任务原理电炉用耐火资料表示图电炉用耐火资料表示图电炉俯视图电炉俯视图5第一节第一节 电炉炉顶用耐火资料电炉炉顶用耐火资料电炉炉顶最初采用硅砖砌筑，自电炉炉顶最初采用硅砖砌筑，自60 年代末期开场试年代末期开场试用高用高 铝质资料以来，因其耐火度、高温抗侵蚀性能铝质资料以来，因其耐火度、高温抗侵蚀性能以以 及良好及良好 的热震稳定的热震稳定 性比硅砖优益，因此，高铝质性比硅砖优益，因此，高铝质材材 料料 在电炉炉顶上被长期运用。到在电炉炉顶上被长期运用。到90年代后，全水年代后，全水冷冷 炉顶技

3、术的广泛采用，为降低停炉时间，炉顶技术的广泛采用，为降低停炉时间， 降低工降低工人劳人劳 动强度，在电极三角区位置普遍动强度，在电极三角区位置普遍 采用以高铝质采用以高铝质或或 刚玉质并添加有钢刚玉质并添加有钢 纤维的纤维的 耐火浇注料整体预制炉耐火浇注料整体预制炉盖盖 。 在未采用水冷炉顶的钢厂其电极三角区依然采在未采用水冷炉顶的钢厂其电极三角区依然采用用 磷酸盐主要是磷酸铝结合烧成或不烧磷酸盐主要是磷酸铝结合烧成或不烧 高铝砖高铝砖砌筑砌筑 。砖种砖种化学成分化学成分耐火度耐火度显气孔显气孔率率荷荷 重重 软软 化化点温度点温度常常 温温 耐耐 压压 强强度度MPaAl O2 3SiO2T

4、iO2Fe O2 3R O2高铝砖高铝砖8573.681.750.31790151915651590107.9201.4不烧蓝晶不烧蓝晶石石7814.42.141.310.15179019221530155070105烧成红柱烧成红柱石砖石砖54.28/1.74/179014.61620108.5烧成莫来烧成莫来石刚玉砖石刚玉砖73.06/0.69/179019.9171081.7电炉炉顶常用耐火砖性能表牌号牌号PNDLD30DLD33DLD39化学成分化学成分Al O +MgO2 380Al O +Cr O2 3 2 39292体积密度体积密度3g/cm15003h2.83.23.2耐压强度

5、耐压强度MPa15003h308080抗折强度抗折强度MPa15003h51212线变化率线变化率15003h0+1.00+1.00+1.0最高运用温度最高运用温度180018001800濮耐电炉顶性能表濮耐消费的交流电炉顶实物图濮耐消费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 形构造 ，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 运用条件非常苛刻 。主要是 遭到电极弧 光辐射 、急冷 急 热、钢水和炉渣的化学侵蚀 、除 尘 时 所构成的高速气 流 冲击磨损

6、以及 炉 盖构造不合 理等因 素 的综合 影 响。运用中的电炉顶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 进展猛烈 熔 损 。起 弧 阶段 ，电弧暴露 在 炉料 上 方，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 。 普通钢 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

7、生热 应力呵斥 任务面 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 猛烈冲刷 使电极 孔 扩孔严重 。在 主炉 盖呈 球形 或弧 形构造时，将呵斥小 炉 盖工 作面 以弧形侵蚀。为此 ，操作 者应定期 清理 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 ，并浸透 到工作 面 内部 ，形 成

8、变 质 层 。 当 温度 骤变时 所 产生的热 应力 促使 蜕变 层 剥落， 进而 构成新 的 任务面又 蒙受 到循 环损 毁 。熔池液面 与小炉 盖任务面 距 离越 高， 喷溅作用 愈 小 ，化学 侵蚀 影响就越 小 。高度普通在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 降低了电极耗费 ，而且 呵斥电极 孔 周围 的温度 降低 ， 从而 在 一 定 程 度上 抑 制 了 高

9、温熔 损 。 假设 未 采用 该措施 将加 剧 电极 孔 损毁主要表现为扩孔。G 可改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， 往往提早 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 一同 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

10、 幅 度 降低 。 特别 是 一 个 小 炉 盖在 运用 过程 中 遭遇水 冷 圈频繁漏 水、 频繁焊 接后 循 环 运用 遭 到的 损 毁尤甚 。有时 见 小 炉 盖在冷 却形状下 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 的运用 寿 命 。 因此 ， 杜绝 可 改换水 冷圈漏 水是钢 厂的首 要义务 。水冷预制炉盖H 炉盖构造影响平 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 呵斥松动、 蹋 落 ， 甚 至 3 个 电极 孔 连成 1 个 大 孔 主要由蹋

11、 落呵斥 ，最终 导致运用者 改换炉 盖 。如果 是 拱顶 构造 ，即 使 有 裂 缝也会 在炉盖 自 重作用 下 将裂 缝挤紧， 不 会 呵斥 松 动，可延 续炉盖的 寿命。 因此 ，拱 顶 构造的炉盖在运用 效 果上要 比 平顶构造好。I 造泡沫渣技术程度电电 炉炉 冶冶 炼炼 后后 期期 ， 需需 要要 造造 泡泡 沫沫 渣渣 。 泡沫泡沫 渣渣 覆覆 盖盖在在 钢水表钢水表 面，将电极弧面，将电极弧 光光 埋住埋住 ，不，不 但提但提 高热高热 效率，效率，而而 且且 弧光弧光 外露较少外露较少 ， 对对 小小 炉炉 盖工盖工 作面的熔作面的熔 损作用损作用小小 。造泡沫渣。造泡沫渣

12、有两种有两种 方方 法法 ， 一一 种种 是利用钢水中是利用钢水中 含含有有 较较 多量多量 的碳的碳 ，在，在 氧化氧化 气气 氛下，氛下， 可自动可自动 形形 成一成一 氧氧化化 碳碳 穿过穿过 炉渣炉渣 构成构成 泡沫泡沫 渣渣 ； 另另 外外 一种方一种方 法法 利用的利用的较较 普遍，普遍， 在炉在炉 门口利用门口利用 碳碳 氧氧 枪枪 喷喷 吹碳粉吹碳粉 和氧气和氧气 ，生成生成 一氧化碳一氧化碳 穿过炉渣穿过炉渣 形形 成成 泡沫泡沫 渣，同渣，同 时时 也可也可 以以人工人工 补加补加 碳粉碳粉 造渣。造渣。 可可 见见 泡沫渣造的好泡沫渣造的好 坏对小坏对小 炉炉盖盖 的运用

13、的运用 也有也有 一定影响。一定影响。第二节第二节 水冷炉壁水冷炉壁22为 强 化 冶炼，缩短冶炼 时间，提高效 益，许多钢厂采用氧燃助 熔技术。氧燃助熔的喷嘴 ，可安 装在炉 门、炉壁或炉盖上。主要采用氧油、氧煤喷吹 技术。水冷炉 壁主要采用铸铁或锅炉钢 焊 接而成，附设有 挂渣钉 ，具有良好的 挂渣才干。水冷炉壁通过 挂 渣，可有效防止 电弧将之击穿导致漏水。水冷炉壁由假设干块炉 壁块组成，与炉壳 内侧向 平齐， 确保每 个炉壁块 可垂直向上吊出 炉 壳。运用水冷炉 壁的好 处是耐火资料和电极耗费下降，炉料有 效 容积扩展；电炉维修工 作量和 停炉时 间相应减少，水 冷内壁不 需修缮，作业

14、率提 高。第三节第三节 电炉侧墙用耐火资料电炉侧墙用耐火资料第23页电炉 侧墙的构造 普通可 分为保温层和任务层两个 部 分。保温层用石棉板和 粘土砖砌筑。电炉侧墙的 寿命主要决议于部分损坏。炉墙下部渣线长时间处于 高温炉渣的浸泡之中，炉渣的物理浸透 和化学侵蚀 都是非常严重的，经过 流动的熔渣和钢水的冲刷 ， 往往呵斥深深的 凹槽， 导致渣线超前蚀损。此外 ，炉墙各部位的温度分布也是不均匀的， 其中的“ 热 点区域的温度最高，该处炉衬损毁最快。而且 ，三个热点部位的 损毁程 度也不一样，尤以2号电极附近的炉 墙，特别 是该 部位的渣线处 蚀损最严重，经常 成为停炉的主要缘由。钢厂钢厂MgOC

15、体积密3度g/cm显气孔率显气孔率常温耐压常温耐压强度强度MPa高温抗折强度高温抗折强度MPa(1400)舞钢舞钢75吨电炉吨电炉763412.6大冶钢厂大冶钢厂50吨电炉吨电炉7616.42.8433114.5普通功率侧墙用耐火资料不带 水 冷 炉 壁 的电炉 侧墙 ， 普通 采用 MgO C 砖砌筑 。热 点 区 域 和渣 线 部位是 运用 条件 最 苛刻 的 部位 ， 不 仅 受 到钢水和炉渣的 严重 侵蚀 和 冲刷 以 及 加入 废 钢 时 的 机 械 撞 击 ， 而 且 还 受 到 温 度 高 达 4000 的电极弧 光 的热 辐射 。热 点 和渣 线 用 镁 碳 砖 的 性 能见

16、上 表。UHP 电炉侧墙用耐火资料超高功率电炉 侧墙 几乎 都 是 运用 MgO C 砖砌筑 ， 其 热 点 区 域 和渣 线部位 那么 运用 性 能 突 出 的 MgO C 砖砌筑 ， 尤 以 全 碳 基 质 MgO C 砖 更 适 合这 些 部 位 的 使 用 条 件 ， 能 大 幅 度 地 提 高 其 使 用 寿 命 。 对 于 采 用 EBT 出 钢的 超 高 功 率 电 炉 ， 其 水 冷面 积 已 达 到 70 ， 从 而 大 幅 度 降 低 耐 火 材 料 的运用 量 。 现 代水 冷 技术 需 要高 导 热 性 能 MgO C 砖 。 UHP 电炉用 MgO C砖 最 新 发

17、展 技术 是 以 高 纯 电 熔 镁 砂 和 鳞片 状 石 墨 作 原 料 ， 以 酚 醛树 脂 作结 合 剂 ， 经 配 料 、 混 合后 在 高 压 下 成 型， 采 用 高温 烧 成 后 再 浸 渍沥 青 ，消费 所 谓 烧 成 沥青 浸 渍 MgO C 砖 。 通 常 将 MgO C 砖 埋 入 碳 中 或 者 在 还原 气 氛 中 直 接 烧 成 ， 烧 成 温 度 在 8001500 。 对 于 含 石 墨 耐 火 材 料 的 烧成， 日本还 提 出 另 一 种 烧 成方 法 ， 即 在 含 石 墨 耐火材 料 表 面 涂敷 由 5070 玻 璃 粉 、 1530 长 石粉 以 及

18、 1020 金 属 硅 粉 的 混 合 物 加 硅 溶 胶 作 结合 剂 制 成 的 泥浆 ， 待 干 燥 后 ， 在 氧 化 气 氛 下 进 行 高温 烧 成 ， 从 而 制 得 性能 优 异 的 含 石 墨 耐火材 料。 侧墙 工 作 层 厚 度 与 电炉 容 量 有 关 ， 普通 在200450mm左右 ，其 永久衬 厚度在 100mm 左右 。目的与牌号目的与牌号MT8A MT8BMT8C MT10A MT10B MT10CMgO(%)，828078807876C(%)，888101010气孔率气孔率()，5674563体密(g/cm )，3.002.952.902.972.932.9

19、0常温耐压常温耐压(MPa)，454035404035高温抗折高温抗折(MPa)，(140030min)654654电炉用镁碳砖理化目的目的与牌号目的与牌号MT12A1MT12A MT12B MT12C MT14A1MT14AMT14BMT14CMgO(%)，7978767478767474C(%)，1212121214141414气孔率气孔率()，445644563体密(g/cm )，2.962.962.932.902.952.952.902.90常温耐压常温耐压(MPa)，4040403540404035高温抗折高温抗折(MPa)，(140030min)8876121285电炉用镁碳砖理化

20、目的第四节第四节 电炉炉底用耐火资料电炉炉底用耐火资料绝 热 层永久 层工 作 层电炉 底 干式捣打料施工方法A 绝热层用耐火资料绝 热 层 是 炉 底 最 下层 ， 其 作用 是降低 电炉的热 损 失 ， 并 保 证 降低 熔 池上 下 钢 液 的温度 差 。 通 常 是在 炉 壳 上先铺 一 层 石棉板 ， 再 铺 硅 藻 土粉 ， 其上面 平 砌 一 层绝热 砖。B 永久层用耐火资料在 绝 热 层 之 上 是 永久 层 ， 其 作 用 是 保 证 熔 池 的 坚 固 性 ，防 止 漏 钢 。 通 常 ， 永 久 层 用 MgO 为 9596 的 烧 成 镁 砖 砌筑 ， 镁 砖 先 用

21、磨 砖 机 修 整 ， 以 保 证 砌 砖 的 质 量 。 镁 砖 的 耐火 度 可 达 2000 以 上 ， 其 荷 重 软 化 开 始 温度， 普通 镁 砖在15201600 之 间 ， 而 高 纯 镁 砖 可 达 1800 。 201000 下镁 砖 的 线 膨胀 率 普通 为 1.21.4 ， 并 近 似 呈 线 性 。 镁 砖 的热 导 率 较 高 ， 在耐 火 制 品 中 仅 次 于 碳 砖 和 碳 化 硅 砖 ， 并 随温 度 的 升 高 而 降低 。 镁 砖 的 抗 热 震 性 较 差 ， 提 高 镁 砖 的 纯度 可 适 当提 高 抗 热 震 性 。 镁 砖 在 常 温 下

22、的 导 电率 很 低 ， 但在 高温 下如 1500 却 不可 忽视 ， 假设 用 于 电炉炉 底 应 引 起 注意 。 普 通 镁 砖 的 烧 成 温 度 一 般 为 15001650 ， 高 纯 镁 砖的 烧 成 温 度 那么 高 达 17001900 。 该 部 位 也 可 以 采 用 镁 碳砖砌筑 ，但比较少见。C 任务层用耐火资料永久 层 上面是任务 层 ，它 直接 与钢水接 触，热 负荷高，化学侵蚀 严重 ，机 械 冲 刷 作 用 强 ， 极 易 蚀 损 。 因 此 ， 应 选 用 优 质耐火 材 料 。 工 作 层 分 打结 、 振 动 和 砖砌 三 种 方 法 。 砖 砌 炉

23、底 通 常 用 沥 青 结 合 镁 砖 ， 无 碳 炉 衬 用卤 水 结 合 镁 砖 。 打 结 和 振 动 工 作 层 使 用 镁 砂 ， 结 合剂 用 焦 油 、 沥青 ；而制 作 无 碳 炉 衬 时 ， 用 卤 水或 水 玻 璃 作 结 合 剂 。 采用 砖 砌 或 焦 油 、 沥 青 作结 合 剂 镁 砂 打 结 的 修 砌 方 法 因 耐 用 性 有 限 、 寿 命 低 而 被 淘 汰 。 目 前 ， 在高 功 率 和 超 高功 率 电 炉 其工 作 层 普 遍 采用 镁 质 干 式捣 打 料 施 工 ， 该 材 料是 以 高 铁 高 钙 合 成 镁 砂 和电 熔 镁 砂 作 骨 料

24、 ， 以 合成 镁 砂 和 电 熔 镁砂 作 细粉 ，临 界粒 度在56mm左右，以合成镁砂中C2F 铁酸二钙 作 助 烧结 剂，不 添 加 任 何 结 合 剂 ， 采用 多 级 配 料 精 制 而 成 。 通 过 强 力 捣 打 施 工 ， 保 证施 工 后 的 密 度， 能 够 在 适 当 的 温 度 下 烧结 成 坚 实 的整 体 ， 其 寿 命 比 上 述施 工 方 法 要 提 高 几 倍 ， 普通 情 况 下 使 用 干 式 捣 打 料 其 一 次 性 寿 命 可 达 到300 炉 以 上 ， 通 过 热 修 补 可 延 长 到 500600 炉 。 不 但 减 少 停 炉 次 数

25、， 而 且吨 钢 耐火材 料耗费 明显降低，为钢厂创 造了可 观的经 济 效益 。MgO% Fe O %2 3CaO%临界临界粒度粒度mm自然堆自然堆积密度积密度打结打结密度密度烧结烧结密度密度耐压强度耐压强度MPa最高最高运用运用温度温度3g/cm 1300160080465752.32.63.0401001750D 炉底干式捣打料施工方法由濮由濮 耐耐 公司公司 消费的电炉底消费的电炉底 干干 捣捣 料是料是 以高铁高以高铁高 钙钙 合成镁砂合成镁砂 及及 电熔电熔 镁砂作镁砂作骨骨 料，以电熔料，以电熔 镁砂镁砂 作作 细细 粉粉 ，以合成，以合成 砂砂 中中 所所 含含 的的 C 2F

26、 C 2F 铁铁 酸酸 二钙二钙 作为作为 助助 烧烧结结 剂剂 ， 不不 加加 任任 何何 结结 合合 剂剂 配配 制制 而而 成成 。 本本 干干 捣捣 料料 采采 用用 多多 级级 配配 料料 ， 粒粒 度分度分 布布 符符合合 最最 紧紧 密密 堆堆 积原积原 理理 ， 能能 在在 适适 当当 的的 温温 度度 下下 烧烧 结结 成成 坚坚 实实 的的 整整 体体 ， 并并 且且 具具 有良有良好好 的的 高高 温温 结结 构强构强 度度 ； 同同 时时 具具 有有 最最 佳佳 粒粒 度度 组组 成成 ， 因因 而而 能能 控控 制制 烧烧 结结 炉炉 底底 的的 气气孔孔 率率 的的

27、 大大 小小 和和 气气 孔孔 的的 分分 布布 ， 从从 而而 确确 保保 干干 捣捣 料料 的的 抗侵蚀抗侵蚀 、 抗抗 渗渗 透透 能能 力力 。 其其理理 化化 目的目的 如下：如下：电炉底干式捣打料所需性能 烧烧 结结 性性 能能 良良 好好 ， 在在 保保 证证 烧烧 结结 温温 度度 下下 快快 速速 烧结烧结 并并 形形 成成 一一 定定的的 强强 度度 和和 一一 定定 厚厚 度的度的 烧烧 结结 层层 ， 足足 以以 抵抵 抗抗 炉料炉料 的的 机机 械械 冲击冲击 。 合合 适适 的的 膨膨 胀胀 性性 能能 ， 其其 膨膨 胀胀 和和 收收 缩缩 既既 不不 会会 产生

28、产生 局局 部部 过过 大大 的的裂裂 纹纹 以以 减减 少少 钢水钢水 和钢渣和钢渣 的的 侵侵 入入 ， 也也 不不 会会 因因 为为 收收 缩缩 产产 生生 的的裂裂 纹纹 导致部分浮起，确保炉子可以延续作导致部分浮起，确保炉子可以延续作 业。业。 较较 大大 的自的自 然然 堆堆 积积 密密 度和度和 烧烧 后后 密密 度度 ， 既既 能能 避避 免免 因因 施施 工工 和和 烧烧结结 而而 造造 成的成的 密密 度度 不不 均均 ， 又又 能能 有有 较较 高的高的 抗抗 钢水钢水 、钢、钢 渣渣 渗渗 透透 、侵蚀侵蚀 能能 力。力。 抗抗 钢钢 水和水和 钢钢 渣渣 侵侵 蚀蚀

29、能能 力力 强强 ， 蚀蚀 损损 速率速率 低低 、 蚀蚀 损损 均匀均匀 ， 使使用用 寿命寿命 长。长。 炉炉 底底 热热 面面 与与 新新 的的 炉炉 底捣底捣 打打 料料 有有 较较 强强 的的 亲亲 和能和能 力力 ，能，能 确确 保保修补修补 效效 果。果。镁质炉底干式捣打料任务原理镁镁 质质 电炉底电炉底 干式捣打干式捣打 料以料以 MgO MgO 为主晶相，为主晶相， Fe 2O3 Fe 2O3 作为作为烧烧 结结 剂，剂， 在在 高温高温 下下 主主 晶晶 相相 与与 结结 合合 相相 通通 过过 晶晶 界界 相相 互互 扩扩 散散 并并发发 生生 固溶固溶 反反 应应 ，

30、形形 成成 一一 些些 高熔高熔 点点 物物 质质 ， 这这 样样 便便 在在 炉炉 底底 表表面形面形 成成 一一 层层 硬硬 壳壳 烧结烧结 层层 。 在烧结在烧结 过程过程 中中 Fe 2O 3 Fe 2O 3 与与 游游 离离CaO CaO fCaO fCaO 反反 应应 形形 成成 2CaOFe 2O3 2CaOFe 2O3 熔熔 点点 1436 1436 ， 而而原原 料料 中中 通通 常常 还还 含含 有有 少少 量量 的的 SiO2 SiO2 和和 Al2O 3 Al2O 3 等等 杂杂 质质 ； SiO2 SiO2 与与fCaO fCaO 反反 应应 生生 成成 C 2S C

31、 2S 和和 C 3S C 3S ； Fe 2O3 Fe 2O3 和和 Al 2O3 Al 2O3 同同 fCaO fCaO 反反 应应 生生 成成C 4AF C 4AF 熔熔 点点 1415 1415 和和 C 2F C 2F 。 这这 两种两种 相熔相熔 点点 低低 ， 对对 干干 式捣式捣打打 料料 起起 促促 进进 烧结烧结 作用。作用。 当当 熔熔 池池 烧结时烧结时 ， 含含 C 2F C 2F 的的 混混 合料能合料能发发 挥挥 并并 尽尽 早早 深深 入入 地地 形形 成成 陶陶 瓷瓷 结结 合合 的的 优优 点点 。 随随 通通 电电 时时 间间 延延长长 ， 温度温度 越越

32、 来来 越越 高，高， 硬硬 壳壳 也也 越越 来来 越越 厚厚 ， 当当 烧烧 结结 层层 达达 到到 一一定定 厚厚 度度 时时 炉炉 底底 炉炉 坡坡 便便 能能 有有 很很 高高 的的 强强 度度 ， 较较 好好 的的 防渗防渗 透透 能能力力 、 抗侵蚀和抗冲刷才干。抗侵蚀和抗冲刷才干。施工预备a a 根据根据 施施 工工 炉炉 坡坡 、炉、炉 底底 尺寸尺寸要要 求求 预备预备 足足 够够 量量 的的 捣打捣打 料，料，并并 检查检查 捣打捣打 料料 有有 无无 杂杂 物物 、受受 潮潮 ，杂，杂 物应清理物应清理 干干 净净 ，受受 潮潮 料料 不不 得运用得运用 ； 并并 预备

33、预备好好 打打 结结 器器 具具 如如 打打 夯夯 机机 、 风风镐镐 等。等。b. b. 将永久层残渣、灰尘、铁丝、将永久层残渣、灰尘、铁丝、塑塑 料料 布布 等异物清理干净；等异物清理干净；c. c. 计算打结尺寸。实践打结厚计算打结尺寸。实践打结厚度度 需需 要要 打打 结结 厚厚 度度 1.09 1.09 。捣打工具施工方法a. a. 用用 铁铁 锹锹 把把 料料 铲铲 平平 铺铺 好好 后，后， 用用 脚脚 踩实踩实 以以 除除 去去 其其 中中 空空 气气 ， 蹋蹋 实实 后后将将 钢钢 钎钎 插插 入料入料 中中 并并 反反 复复 摇摇 晃晃 ， 再再 用用 脚脚 进进 一一 步

34、步 蹋蹋 实实 ， 捣捣 打打 料料 每每层层 施施 工工 厚厚 度度 以以 150200mm 150200mm 为为 宜宜 ； 然然 后后 用用 打打 结结 器器 具具 从从 周周 边边 到到 中中心心 呈呈 螺旋状反复螺旋状反复 捣打捣打3 3遍；遍； 炉坡打炉坡打 结表示图结表示图b. b. 检检 查查 打打 结质结质 量量 的的 方方 法通法通 常常 是是 将将 直直 径径 5mm 5mm 的的 圆圆 钢钢 放放 在在 捣捣 打打 层层 上上 ，用用 10kg 10kg 压力压压力压 下下 ， 其其 深深 度度 不不 超超 过过 30mm 30mm ； 现现 场场 施施 工时可工时可

35、用钢用钢 钎钎用用 力力 插入，其深插入，其深 度不应度不应 超越超越30mm30mm。c. c. 打打 结结 炉炉 坡坡 方方 法法 同同 炉炉 底底 ， 先先 用用 脚脚 蹋蹋 实实 ， 后后 放气放气 再再 用用 打打 结结 器器 具具 捣捣打打 ，炉坡与炉底，炉坡与炉底 的最大角度不的最大角度不 超越超越4040；d. d. 在在 出出 钢钢 口口 座座 砖砖 、 炉炉 门门 口口 等等 钢钢 水水 搅搅 动动 冲冲 刷刷 厉害厉害 的的 地地 方方 更更 应应 强强 力力捣打捣打 并可适当加并可适当加 厚尺寸；厚尺寸；e. e. 打打 完后，在完后，在 捣打捣打 料上铺料上铺 盖盖

36、510mm 510mm 厚厚 薄薄 钢板钢板 ，防，防 止装止装 废钢废钢 时破时破坏坏 炉炉 底底 形形 状状 或或 废废 钢钢 插插 穿穿 捣捣 打打 料料 层层 ， 造造 成成 漏漏 钢钢 隐患隐患 ； 如如 果果 不不 能能及及 时时 炼炼 钢钢 ， 铁铁 板板 上上 加加 放放 100200mm 100200mm 厚厚 的的 石石 灰灰 ， 防防 止止 捣捣 打打 料料 水水化。化。捣打料的施工安钢三炼正在 施工的电炉施工后的安钢三炼电炉衬镁质干捣料的蚀损机理干 捣 料 的 蚀 损过 程 很 复 杂 ， 经 过 显 微 分 析 可 知 干 捣 料的蚀 损 过程 ，主 要 是 炉料 接

37、 触 深 入 内 部 的熔渣 形 成 液 相 所致 。 通 过 扩 散 Fe 2+ 根本 全 部 溶 入 MgO 形 成 RO 相 ， FeO 随着 深 度的 增 加 而递 减 ，RO 相的 组 成而渐 变 ；这 样 ， 捣打层 的 溶 蚀 即 表 现 为方 镁 石 的 溶 解 和 形 成相 变 ， 而 渗 透 层是 溶 蚀 作 用 所 谓 过 渡 产 物 缓 冲 结 构 。使 用 中 随 着 高温 时 间的 延 长 ， 该层变 厚 ， 但 也 受 温 度 控 制 ， 达 到 一 定温 度 梯 度 便 延 缓 变 化。 渗 透层 与 钢 水 和炉渣 接 触 的 表 面被被 氧化。氧化。 当下一

38、当下一 次熔炼次熔炼 时时 ，与钢水接触，与钢水接触 ，C 2FC 2F重重 新分解，新分解，Fe 2+ Fe 2+ 因因 固溶固溶 于于 MgOMgO中构中构 成成 RORO相，相，Ca 2+ Ca 2+ 与与 Si 4+ Si 4+ 构成高熔点构成高熔点 矿矿物物 。 这这 样样 ， 炉炉 底底 工工 作作 层层 表表 面小面小 于于 1mm 1mm 的的 氧化氧化 层层 是是 在不在不 断断地地 消消 失失 与与 新新 生生 的的 循循 环环 过过 程程 中中 ， 炉炉 底底 的的 溶溶 蚀蚀 以以 化化 学学 反反 应应 控控制制 为主要特征。为主要特征。新炉冶炼操作要求以高铁高钙合成

39、镁砂配制的干捣料在严厉按照施工技术要求以高铁高钙合成镁砂配制的干捣料在严厉按照施工技术要求施施 工工 后后 获得了打结堆积密度，为保证干捣料在冶炼过程中能获得了打结堆积密度，为保证干捣料在冶炼过程中能够够 烧结烧结 成坚实的整体，加强钢水冲刷、抗熔渣侵蚀才干，新成坚实的整体，加强钢水冲刷、抗熔渣侵蚀才干，新炉炉 第第 1 炉的冶炼操作至关重要。详细要求：炉的冶炼操作至关重要。详细要求：a. a. 装装 废废 钢钢 ：选择含：选择含C C 、Si Si 量量 低低 的的 优质废钢，最好运用剪切优质废钢，最好运用剪切料或小块料，装料次数应比正常冶炼的装料次数多料或小块料，装料次数应比正常冶炼的装料

40、次数多1 1 次，次，装料时料斗应尽量接近炉底以免超大块料装入砸坏炉底；装料时料斗应尽量接近炉底以免超大块料装入砸坏炉底；每每 一一 次次 所加料熔化所加料熔化80 80 左右，再次加料；所加料全部熔左右，再次加料；所加料全部熔化后，化后， 缓慢升温，达缓慢升温，达1600 1600 以上，应保温以上，应保温3030分钟以上；分钟以上；b. b. 冶冶 炼速度：要求第炼速度：要求第1 1 炉的炉的 冶冶 炼炼 时间为正常冶炼时间的时间为正常冶炼时间的2-32-3倍倍 ， 在在 送电操作上尽能够运用低档，不允许采用油氧枪送电操作上尽能够运用低档，不允许采用油氧枪或或 者者 碳碳 氧枪助熔；氧枪助

41、熔；装废钢操作装废钢操作料罐c. c. 放气放气 ： 废钢全部熔清后在除尘系统抽力缺乏的情况下，废钢全部熔清后在除尘系统抽力缺乏的情况下，操操 作作 者者 要安排要安排2 2 次次 放气放气 机机 会，每次至少会，每次至少30 30 分分 钟钟 ；放气的；放气的同同 时时 要留意保温并向出钢口位置摇炉，使出钢口周围的要留意保温并向出钢口位置摇炉，使出钢口周围的捣打捣打 料料 获得充分的烧结；获得充分的烧结；d. d. 吹吹 氧氧 操操 作：在冶炼后期钢水成分得不到要求时，往往要作：在冶炼后期钢水成分得不到要求时，往往要采用吹氧措施，但吹氧操作时采用吹氧管浅吹比较有利，采用吹氧措施，但吹氧操作时

42、采用吹氧管浅吹比较有利，插插 入钢水深度普通为入钢水深度普通为100-150mm100-150mm左右，左右， 插入角度普通为插入角度普通为30 30 左右，操作时间尽能够短；左右，操作时间尽能够短；e. e. 冶冶 炼温度及时间：第炼温度及时间：第1 1 炉炉 冶冶 炼温度尽能够高一些，时间为炼温度尽能够高一些，时间为正正 常常 冶冶 炼时间的炼时间的2-3 2-3 倍倍 以以 上上 ， 这样有利于炉底烧结；这样有利于炉底烧结；f. f. 出出 钢钢 时时 应留一定钢水在炉底，整个冶炼过程要留意防止应留一定钢水在炉底，整个冶炼过程要留意防止钢水钢水 猛烈沸腾。猛烈沸腾。44修补方法修补方法I

43、冷 修补 和 上 述施工 方法 根本一致 ，只需求在修补前彻底清 除 修补 外表上的钢渣、 残钢和渗 入裂纹的冷钢 及灰尘。并保 证 炉 底 施工厚度最 低在 300mm左右 。45修补方法修补方法IIa. 热 修补 在冶 炼中每 隔一 定周期进展一次，但每 炉钢出完 后 必 需 严密留意炉 底动 态，发现 深度大于150mm坑 时 必需修补 ；b. 修补修补 前前 用氧用氧 气出气出 完钢、渣后立刻进展完钢、渣后立刻进展 吹扫被修补吹扫被修补表表 面面 ， 彻彻 底去除该部位的底去除该部位的 残钢残渣残钢残渣 ；c. 吊吊 入入 捣打捣打 料至待料至待 修补位上方落修补位上方落 下，挪动吊车

44、下，挪动吊车 ，使，使 之分之分布布 合合 理；理；d. 吊吊 入铁入铁 块块 或或 其它重物压其它重物压 实实 即可。即可。e. 需 要 强 调的 是： 假设炉底 、炉坡 大面积热修补 ，为 确保修补 后运用寿命， 缩短修补次数 ，降低 干捣料的 吨钢耗费，热 修 后的 第一炉钢可 参照 “新炉冶 炼操作要 求 冶炼。46干捣料运用本卷须知干捣料运用本卷须知a) 炉炉 底底 残钢、残渣必需清理干净，否那么易残钢、残渣必需清理干净，否那么易 产生新产生新 、老料分层、老料分层，运用过程中可，运用过程中可 能导致捣打料上翻，从而影响能导致捣打料上翻，从而影响 运用寿命。运用寿命。b) 打打 结结

45、 捣打料时一定要严厉按施工要求进展操作，保证捣打捣打料时一定要严厉按施工要求进展操作，保证捣打料的料的 密实密实 度。否那么会导致运用度。否那么会导致运用 过程中捣打料收过程中捣打料收 缩严重，产缩严重，产生大生大 量裂纹引起剥落，导致寿命下降；量裂纹引起剥落，导致寿命下降；c) 第第 1炉炉 冶炼至关重要，吹氧脱碳时吹氧管切不可插入太深冶炼至关重要，吹氧脱碳时吹氧管切不可插入太深 ，否否 那么那么 易使炉底捣打料上翻产生大坑；易使炉底捣打料上翻产生大坑；d) 4、 第第 1炉炉 冶炼时可在炉底铺上一层石灰冶炼时可在炉底铺上一层石灰 ，不但，不但 可防止废钢可防止废钢直接直接 砸炉砸炉 底，而

46、且可防止捣打底，而且可防止捣打 料水化，并可提料水化，并可提 早构成炉渣早构成炉渣；e) 当当 炉炉 底出底出 现大坑时，必需将坑内的残钢，残渣现大坑时，必需将坑内的残钢，残渣 倒净，然后倒净，然后再再 用用 捣打料进展捣打料进展 修补。假设坑内有少许修补。假设坑内有少许 钢水倒钢水倒 不净，不净， 可在可在钢水钢水 面上加一些石灰或白云石，运用铁耙将白云石连面上加一些石灰或白云石，运用铁耙将白云石连 同钢同钢水水 扒扒 净，净， 否那么修补时炉底坑内构成夹层否那么修补时炉底坑内构成夹层 ，影响修补效，影响修补效 果。果。47第五节第五节 偏心炉底出钢偏心炉底出钢传 统 的电 弧 炉， 通 常

47、都 是 采用 出 钢 槽 出 钢 。 出 钢 前需 先 扒 渣 或 在 出 钢 后以 倒 包的 方 法 除渣 。 这 样 进 入 精 炼的 初 熔钢 水 就 难 于 达 到 纯 净 无 渣， 且 除 渣 操 作 繁 重 ， 能量 损 失 也 很 大 。 80 年 代 初 期 ， 由 西 德 蒂 森 公 司 和 丹 麦DDS 公司 研 制 的 第 一 台 采 用 偏 心 炉 底 出 钢的 电 弧炉 ， 使出 钢 时 间 缩短 ， 延 长 了 炉 衬寿 命 ， 节约 了 能 源 。 尤 其 实现 了 无 渣 出 钢 ， 精 炼 炉 的 精 炼 效 果 明 显 改 善 。 采 用 EBT出 钢 时

48、， 先 将炉 子前 倾 10 再 打 开 出 钢 口 ； 在 炉渣 卷 入 前将炉 子 摇回，终止出钢，通常炉内留 钢1015。EBT EBT 出钢的优点出钢的优点1 1 、 常常 规规 出出 钢钢 倾倾 角角 40 40 ， 而而 EBT EBT 法法 出出 钢钢 只只 需需 10 10 ， 炉炉 壁壁 水水冷面冷面 积积 可扩展到可扩展到9090，耐火资料费用降低，耐火资料费用降低5050；2 2 、 出出 钢流钢流 短短 、 紧紧 凑凑 ， 只只 需需 2 2 分分 钟钟 ， 出出 钢钢 过程过程 温温 降降 仅仅30 30 左右；左右；3 3 、 减减 轻对包壁的冲击，包衬寿命提高轻对

49、包壁的冲击，包衬寿命提高20402040；4 4 、 降低钢水吸气量；降低钢水吸气量；5 5 、 冶冶 炼时间缩短，电耗和电极耗费都有降低。炼时间缩短，电耗和电极耗费都有降低。EBT出钢口用耐火资料包 括出 钢口座 砖、出 钢口 管砖和 尾砖，为 便 于更 换管砖，在 座 砖 和 管 砖 之 间 ( 间 隙 有 25mm 左右 ) 通 常 填充 镁 质 捣打料或 高 纯 烧结 镁 砂 、 磷 酸 盐结 合 浇 注 料 等 材 料 。 EBT 出钢 口 砖在 材质 上 普遍 选 用 抗侵 蚀 、 冲 刷 性 能 好 的 机 压 成型型 MgO MgO C C 砖砖 或或 Al 2O 3-SiC-

50、C Al 2O 3-SiC-C 砖砖 。 国国 内内 出出 钢钢 口口 管管 砖砖 的的 寿寿 命命普遍在普遍在 120150120150次左右，最高的在次左右，最高的在200200次以下。次以下。工程工程MgOCAl O -SiC-C2 3Al O -MgO-C2 33体积密度 g/cm2.832.882.982.75显气孔率显气孔率 2.72.49.111.07.1耐压强度耐压强度 MPa40.044.060.047.058.0高温抗折强度高温抗折强度MPa150016.018.015.01.0化学组成化学组成 Al O2 37585.9SiO274733.9MgO2020632.9F.C

51、13255.5EBT出钢口用耐火资料包 括 出 钢 口 座 砖 、 出 钢 口 管 砖 和 尾 砖 ， 为 便 于 更 换 管 砖 ，在 座 砖 和 管 砖 之 间 ( 间 隙 有 25mm 左右 ) 通 常 填充 镁 质 捣打 料或高 纯 烧结 镁砂 、 磷酸盐结 合 浇 注料等 材 料。 EBT 出 钢 口 砖在材质上普遍 选 用 抗 侵蚀 、 冲 刷 性 能 好 的 机 压 成 型 MgO C 或Al 2 O3-SiC-C Al 2 O3-SiC-C 砖。砖。镁碳质整体出钢口出钢口的安装用途用途品名品名化学组成化学组成粒度粒度mm特点特点MgOSiO2CaOAl O2 3Fe O2 3E

52、BT引引流流砂砂镁橄榄石镁橄榄石砂砂50400.59.025运用温度运用温度1750镁钙铁砂镁钙铁砂84861.21.08.07.00.50.55.56.52525运用温度1700陶瓷结合EBT出钢口填料为 使 EBT 出 钢 系统 顺 利 开 浇 ， 装 料 前 在 出 钢 口 通 道 内 填 满 特 制的引 流砂，普通 称 之为 出钢口 填料。引 流砂具有 高的耐火性能，到达 出钢温度 时 ， 填料的外表 到达 烧结形状，以 防止钢水 往下渗透。 外表层往下未烧结的 引流 砂，待 出钢 翻开托板时能顺利流 出，且借 助于钢水的 压力将 烧结层 冲破 到达自动开浇 的目的。 填料与钢水无化学

53、反响 ， 且不 污染钢水。 出钢 口所采用的 引流砂普通采用 镁 橄榄石砂、合成镁钙铁 砂。牌号牌号PNEAF1EAF2EAF5EAF6EAF8化学化学成分成分SiO 22826751528MgO5256106557C/535/粒度粒度mm6濮耐公司的EBT出钢口填料EBT EBT 出钢口填料运用本卷须知出钢口填料运用本卷须知1 1 、 出出 钢钢 口口 填填 料料 受受 潮潮 后后 会会 引引 起起 自自 开开 率率 下下 降降 ，为，为 此此 ， 必必 须须 确确保出保出 钢钢 口填料枯燥，否那么运用前要求烘烤口填料枯燥，否那么运用前要求烘烤 ；2 2 、 出出 钢钢 后后 必必 须须 将

54、将 出出 钢钢 口口 内内 的的 残残 钢钢 、 残残 渣渣 清理清理 干干 净净 后后 再再 加加填填 料料 ；3 、 填 料 的 加 入 量 要 合 理 ， 在 加 入 填 料后 一 定 要 形 成 蘑 菇状 ， 特别 注 意 不 能 使 填 料 低 于 出 钢 口 的 上 部 平 面 以 免 钢 水 进入 出 钢 口因凝固呵斥填料不能自开。第六节第六节 电炉侧墙用喷补料电炉侧墙用喷补料目目 前前 普遍普遍 运用以高铁高运用以高铁高 钙钙 合成合成 镁砂镁砂为主原为主原 料的喷补料。对于料的喷补料。对于MgO C 2F型喷型喷补补 料料 来来 说说 ， 因因 为为 不不 含含 游游 离离

55、的的 CaO CaO ， 不不 易易过过 早早 水化水化 ， 因因 此在此在 喷喷 补补 层层 工工 作作 面面 上上 MgOMgO吸吸 收收 氧氧 化化 铁铁 ， 而而 残残 渣渣 中中 FeO FeO 成成 分分 又又 很很 贫贫乏乏 ， 进进 而而 使使 残残 渣渣 成成 分分 转转 变变 为为 高高 熔熔 点点 C 2SC 2S 硅硅 酸酸 二钙二钙 析析 出物出物 领领 域域 ， 从而从而 降降 低低 了了侵蚀。侵蚀。 选用选用MgO C 2F型喷补料型喷补料 需求特别需求特别注注 意意 的的 是是 ， 要要 尽尽 量量 避避 免免 滥滥 用用 硅酸硅酸 盐盐 结结 合合剂剂 ， 并

56、并 且且 不不 要要 用用 粘土粘土 作作 增增 塑塑 剂，剂， 而而 应应 该该选选 用用 有有 机机 添添 加加 剂剂 来来 保保 证证 喷喷 补补 料的料的 附附 着着 能能力力 。 因因 为为 它它 能以能以 最最 少少 的的 含量含量 提提 高高 塑塑 变变 值，值，从而从而 有能够在大范围内改动加水量。有能够在大范围内改动加水量。工程工程PN-GM2PN-GM3MgO(%),82803体积密度 (g/cm ), 15003h2.52.5耐压强度耐压强度(MPa), 15003h2020抗折强度抗折强度 (MPa), 15003h88线变化率线变化率 (%)15003h-2.00-2

57、.00濮耐公司消费的喷补料理化目的喷补图片第七节第七节 电炉炉底吹气搅拌系统电炉炉底吹气搅拌系统用耐火资料用耐火资料60直接直接 搅拌系统搅拌系统MHPMHP型特点型特点 1 1 透透 气砖由于直接与钢水接触而蚀损；气砖由于直接与钢水接触而蚀损；2 2需在短时间需在短时间内内 更更 换换 ，例如每，例如每3 3星期改换一次，操作蚀损率，每小时约星期改换一次，操作蚀损率，每小时约0.5mm0.5mm； 3 3 气气 体体 引引 入部分集中在钢水熔入部分集中在钢水熔 池中，在小范围池中，在小范围内内 形形 成成 猛烈搅拌；猛烈搅拌；4 4钢水部分未被炉渣覆盖，并吸收氮钢水部分未被炉渣覆盖，并吸收氮

58、气；气； 5 5必需延续地供气，在规范形状下每个透气砖流量必需延续地供气，在规范形状下每个透气砖流量约约 为为 35m3/h35m3/h。61间接间接 搅拌系统搅拌系统 TLSTLS型特点型特点 1 1 透透 气砖由于被透气的捣打料覆盖，蚀损较缓慢，因此气砖由于被透气的捣打料覆盖，蚀损较缓慢，因此可维可维 持持 整个炉役，甚至整个炉役，甚至1 1年，仅炉底需定期维修；年，仅炉底需定期维修；2 2气体气体大大 范范 围围 进入钢水熔池，广泛分布，并有大面积的细微气泡；进入钢水熔池，广泛分布，并有大面积的细微气泡； 3 3 这这 种安装不能从出钢口周围撇开炉渣；种安装不能从出钢口周围撇开炉渣；4

59、4供气可以供气可以中中 断断 ， 在规范形状下典型流量为在规范形状下典型流量为57cm3/57cm3/透透 气砖。气砖。62七、直流电炉用耐火资料七、直流电炉用耐火资料DC DC 电炉的优电炉的优 点点石石 墨墨 电极耗费量降低；电极耗费量降低；闪烁闪烁 程度程度 降低；降低；长长 电弧作业；电弧作业；耐火资料耐火资料 耗费降低；耗费降低；噪音噪音 低；低；电电 耗耗 低；低；电电 力力 输入才干提输入才干提 高；高；直流直流 搅拌搅拌 ，提高，提高 均匀性；均匀性；简简 化化 了电极控制了电极控制 系统；系统；减减 少少 维修维修 。DC电炉炉底导电 问题一 种 典 型 的 DC 电 炉 的

60、 特 征 是 设 计 简 单 ，由 一 个 置 于 中 心 位置 的 石 墨 电极作为 阴 极，而 阳 极 端 与 炉底的接点相连。当 今 ，世界 范 围 内 的 DC 电炉炉 底 导 电的问题 ， 可 采用 导 电 耐火材 料或金 属 元 件 来 解决 。 导 电 耐 火 材 料 包 括 导 电 MgO C 砖 和 导电 砂 ； 导 电金 属 元 件 包 括 钢 棒 、钢 片 和钢 针 。工程工程abcd用途用途永久衬永久衬任务衬任务衬修补料修补料修补料修补料类型类型烧成砖烧成砖烧成砖烧成砖常温捣打料常温捣打料高温喷补料高温喷补料MgO%75847446CaO%20固定碳固定碳2020101