超高功率电炉顶预制件的研制与应用

1、超高功率电炉顶预制件的研制与应用赵振武李玲马明明王鑫惠洛阳耐火材料研究院洛阳471039摘要采用含铬刚玉质浇注料预制的电炉顶预制件,具有良好的抗剥落性能和抗侵蚀能力,在大型超高功率电炉上使用取得了较好的使用效果。关键词电炉,预制件1前言2电炉顶预制件的研制2.1炉顶对耐火材料的要求影响炉顶耐火材料寿命的因素除了耐火材料本身性能外,其它冶炼操作因素和电炉的结构也对寿命有较大影响。操作因素主要有电炉的作业率、最大功率消耗、用氧量、脱氧炉数比以及废钢质量等;结构因素主要是电炉的大小,炉盖的厚度和熔池至拱顶的距离等。影响炉顶寿命的因素可以归纳如下:1构剥落:炉顶耐火材料在高温下烟渣的化学侵蚀和渗透作用

2、,形成了熔渣层、渗透层和原砖层的段带结构。渗透层的特点是由于液相的促溶作用而变得异常致密化,在电弧加热、出钢和炉盖移动造成的温度周期性急变条件下,形成剥落.这种间断式损毁过程要比化学侵蚀作用严重得多,是影响炉顶耐火材料寿命的主要因素。2学侵蚀:对于炉顶耐火材料进行侵蚀的物质主要来源于喷溅到炉顶上的炉渣(主要成分为ca0和Fe.、补炉料和炉墙镁质耐火材料溶解和挥发的MgO咀及炉内co、C嘎和sO:等气体。1233炉内高速抽尘形成得高速气流的磨损。4弧光高温辐射:电弧加热产生的热辐射引起的焙损。5拱项结构在自重作用下,困砖缝先行损坏造成的结构摇动等。这几种困素的综合作用,对炉盖寿命产生了重大影响,

3、弧光辐射造成的超高温加剧了化学侵蚀:熔渣钢水的侵蚀,导致耐火材料内衬厚度减薄和结构变化,在热震作用下加速了耐火材料的结构剥落。因此.炉顶用耐火材料应具有良好的抗热震性能,对炉渣和钢水良好的抗化学侵蚀性能,以搜整体性好等特性。2.2炉顶用耐火材料的开发近年来,山于币定形耐火材料技术的发展,许多炼钢生产1I=艺中所用的传统耐火砖已逐渐被新型的、高性能的不定形耐火材料所取代.同时要保汪炉顶的整体结构,所以采用不定形耐火材料预制件牾体炉顶,颈制件的应用使不定形耐火材料的质量得到了保证,同时免去了用户施1=、烘烤等T序。通过多种材质的对比试验,选择含铬刚玉质浇注料预制的电炉炉顶各项性能比较好。1原材料原

4、料主要包括电熔刚玉、纯铝酸钙水泥、_业氧化铬、氧化销超细粉,其理化性能见表1。表1原材料理化性能l AJ203,%Cao,%F020j,%CnoJ,%粒度l工业氧化铬99.105u2添加工业氧化锵对材料性能的影响在刚玉质浇注料中加氧化铬后,在高温对一部分氧化铬与剐玉形成固熔体,另一部分氧化铬进入玻璃相中.使玻璃相的粘度得到了较大的提高,因而能提高刚玉质浇注料的抗侵蚀能力和高温性能。表2给出了氧化铬加入量对刚玉质浇注料的荷重软化温度、热态抗折强度及热震性能的影响。表2中,高温抗折强度为1450o.5h条件下的结果。抗热震性能以抗折强度损失率来表示(将40如j60m试样加热到1250后保温3小时,

5、然后放A流动的冷水中,再放入炉内加热到1250保温0.5小时,重复5次后测其抗折强度损失率。从表2中可以看出,氧化铬的加入,对荷重软化温度,高温抗折强发以及抗热震性能都有显著提高。124-表2添加氧化铬对材料性能的影响c。!05加入量。%0246810抗热震性能,%5653525458623电炉炉顶预制件的制作将预混好的浇注料加水搅拌,采用大型振动台及振动棒振动成型,然后自然养护,干燥用远红外设备干燥,干燥温度600,图l示出了制作的炉顶预制件实例。4电炉顶预制件的理化性能指标1化学成分:Al zO-Cr:OFe:0.;Ca0 2物理性能:86.2%4.76%O.18%1.43%图1预制的电炉

6、炉顶体积密度,g/cm,11024h 线变化率.%.15503h抗折强度,a11024h 耐压强度,肝a11024h高温抗折强度,MPa1450O.5h 荷重软化温度T1,3.120.12 11.0 69.24.7 16905电炉顶预制件的应用表3给出了研制和生产的电炉炉顶预制件在国内木同家不同电炉上使用的结果。囡并个。家电炉冶炼操作和电炉结构等因素的不同,因此寿命相差较大。l25表3电炉炉顶预制件的使用结果f用户电炉容量(吨平均寿命(次最高寿命(次l A901862351B100210280【c903604306结论6.1电炉炉顶寿命受电炉操作因素和结构因素影响,选择合适的材料非常重要6.2添加氧化铬对刚玉质浇注料的高温性能有显著改善参考文献1胡世平等.短流程炼钢用耐火材料,冶金丁业出版社.20帅2浅见肇.shinagawa.Technjca】.1leport.V01.442001P753王诚训.电炉用耐火材料,冶金工业出版社,1996126 超高功率电炉顶预制件的研制与应用作者:赵振龙, 李玲,