Общите изисквания към огнеупорните материали за електродъгови пещи са:
(1) Огнеупорността трябва да е висока. Температурата на дъгата надвишава 4000°C, а температурата на производство на стомана е 1500~1750°C, понякога достигайки 2000°C, така че огнеупорните материали трябва да имат висока огнеупорност.
(2) Температурата на омекване под товар трябва да е висока. Електрическата пещ работи при условия на високотемпературно натоварване и тялото на пещта трябва да издържи на ерозията на разтопена стомана, така че огнеупорният материал трябва да има висока температура на омекване под товар.
(3) Якостта на натиск трябва да е висока. Фугата на електрическата пещ е засегната от удара на шихтата по време на зареждане, статичното налягане на разтопената стомана по време на топене, ерозията на стоманения поток по време на изпускане на леярната и механичните вибрации по време на работа. Следователно, огнеупорният материал трябва да има висока якост на натиск.
(4) Топлопроводимостта трябва да е малка. За да се намалят топлинните загуби на електрическата пещ и да се намали консумацията на енергия, е необходимо огнеупорният материал да има ниска топлопроводимост, т.е. коефициентът на топлопроводимост трябва да е малък.
(5) Термичната стабилност трябва да е добра. В рамките на няколко минути от изпускането до зареждането при производството на стомана в електрическа пещ, температурата рязко спада от около 1600°C до под 900°C, така че огнеупорните материали трябва да имат добра термична стабилност.
(6) Силна устойчивост на корозия. По време на процеса на производство на стомана, шлаката, пещният газ и разтопената стомана имат силно химическо ерозионно въздействие върху огнеупорните материали, така че огнеупорните материали трябва да имат добра устойчивост на корозия.
Избор на огнеупорни материали за странични стени
MgO-C тухлите обикновено се използват за изграждане на страничните стени на електрически пещи без стени за водно охлаждане. Горещите точки и шлаковите линии са в най-тежки експлоатационни условия. Те не само са силно корозирали и ерозирали от разтопена стомана и шлака, както и са силно механично засегнати при добавяне на скрап, но са и подложени на топлинно излъчване от дъгата. Следователно, тези части са изработени от MgO-C тухли с отлични характеристики.
За страничните стени на електрически пещи с водно охлаждане, поради използването на технология за водно охлаждане, топлинното натоварване се увеличава и условията на употреба са по-строги. Поради това, трябва да се изберат MgO-C тухли с добра устойчивост на шлака, стабилност на термични удари и висока топлопроводимост. Съдържанието им на въглерод е 10%~20%.
Огнеупорни материали за странични стени на електрически пещи с ултрависока мощност
Страничните стени на ултрависокомощните електрически пещи (UHP пещи) са изградени предимно от MgO-C тухли, а горещите точки и зоните с шлакова линия са изградени от MgO-C тухли с отлични характеристики (като например MgO-C тухли с пълна въглеродна матрица). Това значително подобрява експлоатационния им живот.
Въпреки че натоварването на стените на пещта е намалено поради подобренията в методите на работа на електрическите пещи, все още е трудно за огнеупорните материали да удължат експлоатационния живот на горещите точки при работа в условия на топене в UHP пещ. Поради това е разработена и приложена технология за водно охлаждане. За електрическите пещи, използващи EBT изпускане, площта на водно охлаждане достига 70%, като по този начин значително се намалява използването на огнеупорни материали. Съвременната технология за водно охлаждане изисква MgO-C тухли с добра топлопроводимост. За изграждане на страничните стени на електрическата пещ се използват асфалт, магнезиеви тухли, свързани със смола, и MgO-C тухли (съдържание на въглерод 5%-25%). При условия на тежко окисление се добавят антиоксиданти.
За горещите зони, най-силно повредени от редокс реакции, за строителство се използват MgO-C тухли с едър кристален стопен магнезит като суровина, съдържание на въглерод над 20% и пълна въглеродна матрица.
Най-новата разработка на MgO-C тухли за UHP електрически пещи е използването на високотемпературно изпичане и последващо импрегниране с асфалт за производство на така наречените изпечени MgO-C тухли, импрегнирани с асфалт. Както може да се види от Таблица 2, в сравнение с неимпрегнираните тухли, остатъчното съдържание на въглерод в изпечените MgO-C тухли след импрегниране с асфалт и рекарбонизация се увеличава с около 1%, порьозността намалява с 1%, а якостта на огъване при висока температура и устойчивостта на налягане са значително подобрени, така че тухлите имат висока издръжливост.
Магнезиеви огнеупорни материали за странични стени на електрически пещи
Фугажите на електрическите пещи се делят на алкални и киселинни. Първите използват алкални огнеупорни материали (като магнезиев оксид и MgO-CaO огнеупорни материали) като футеровка на пещта, докато вторите използват силициеви тухли, кварцов пясък, бяла кал и др. за изграждане на футеровката на пещта.
Забележка: За материали за облицовка на пещи, алкалните електрически пещи използват алкални огнеупорни материали, а киселинните електрически пещи използват киселинни огнеупорни материали.
Време на публикуване: 12 октомври 2023 г.
