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耐火材料行业知识

铁合金电炉耐火材料应

  铁合金电炉炉衬在冶炼过程中,不仅承受强烈的高温作用,而且还承受炉料、高温炉气、熔融铁水和炉渣的物理化学侵蚀和机械冲刷作用。因此为了保证铁合金冶炼能在高温条件下有效地进行,必须使用特殊材料砌筑电炉炉衬。通常将在高温条件下能承受高温作用,能抵抗铁水、炉渣、炉气侵蚀和机械冲刷作用,而仍能保持炉衬原来形状、尺寸和强度的砌筑材料称为耐火材料。
  铁合金常用的耐火材料性能包括耐火温度、荷重软化度、耐急冷急热性、高温体积稳定性和抗渣性能。所用耐火材料表单见下图:
  耐火材料选择原则
  耐火度高,荷重软化温度高、耐急冷急热性好、高温体积稳定性好和抗渣性好,这五项工作性能指标是评价耐火材料使用质量优劣的主要标准。原则上任何一种耐火材料都应同时具有这5项工作性能指标。但在实际上是难以办到的。
  耐火材料在使用过程中,虽然从整体上来说,它长期和反复受着高温、温度变化、熔融金属、熔渣、炉气的物理化学侵蚀和机械冲刷及其他应力的综合作用,但就局部来看,它不一定会同时承受上述各种作用,河南耐火材料厂建议要根据耐火材料实际所处的工作部位,正确的选择和使用耐火材料,以便即能保证炉衬的使用寿命,又能降低成本。
铁合金电炉耐火材料应
  铁合金生产常用的耐火材料
  1、粘土砖
  制造粘土砖的主要原料是具有良好塑性和结合力的耐火粘土,耐火粘土廉价易得,而且制造过程也比较简单,因而粘土砖在冶金中使用极广。
  从粘土砖的性能指标可以看出,它在使用过程中中的主要性能特点是,对酸性渣的抵抗能力较强,有较好的耐急冷急热性,有良好的保温能力和一定的绝缘性能,在铁合金生产中,粘土砖主要用于砌筑矿热炉暴露部位的炉墙炉衬,起保温和绝热作用的炉墙和炉底外层炉衬,或用于砌筑铁水包内衬。
  2、碳砖
  制造碳砖的主要原料是碎焦炭和无烟煤,粘结剂是煤焦油或沥青。从炭砖的性能指标可以看出,炭砖与其他普通耐火材料相比,不仅抗压强度大,线膨胀系数小,耐磨性好,耐火度和荷重软化温度高,抗热震性好,而且抗渣性特别好。
  在铁合金生产中,凡是冶炼不怕渗碳的铁合金品种,部可采用炭砖作为炉衬材料。但是炭砖在向温条件下极易氧化,因此炭砖主要用于砌筑矿热炉不暴露于空气部分炉墙、炉底和高炉风口以下部位的炉缸及出铁流槽。由于炭砖导电系数大,使用炭砖炉衬,电极易上抬,可适当的减少炉墙炭砖的高度和炉底炭砖的厚度。
  3、高铝砖
  制造高铝砖的主要原料是高铝矾土,粘结剂为耐火粘土。从高铝砖的性能数据可以看出,其最大优点是耐火度高、荷重软化温度高、抗渣性好、机械强度大,而且这些性能随Al2O3含量的增加提高很快。
  在铁合金的生产中,高铝砖可用于砌筑矿热炉出铁口衬砖、高炉炉身、炉缸,也可用于砌筑铁水包内衬。
  4、镁砖和镁砂
  制造镁砖的主要原料是菱镁矿,粘结剂为水和卤水或亚硫酸盐纸浆废液。
  从镁砖的性能数据可以看出,它在使用过程中的主要性能特点是耐火温度高、对碱性渣有极好的抵抗能力。
  在铁台金生产中,镁砖主要用于砌筑电弧炉炉墙、炉底、中低碳锰铁的铁水包内衬。用镁铝砖或镁铬砖代替镁砖砌筑炉项。
  冶金镁砂的耐火温度很高,因而在铁台金生产中,镁砂常用于打结炉底,制作或修补炉墙、炉底,并可作为堵眼或制作打结锭模用材料。
  ★以30MVA的生产高碳锰铁电炉为例,常出现因炉底受到严重侵蚀而被迫停炉的情况,出铁口炉衬也仅使用一个月就出现漏炉现象。使用以下改进后的方案,不仅预防了大容量电炉高碳锰铁炉衬的事故,更增加了出铁次数及炉衬寿命。以下为材料使用表:
  在这个过程中要注意以下3点:
铁合金电炉耐火材料应
  采用整体保温炉衬砌筑技术,当工况温度超过高铝砖的荷软度1200℃时,在碳砖与高铝砖接触面使用一层轻质碳砖,碳砖的导热系数要小于2.0W/k·m,以降低接触面的温度。使用整体炉衬,炉衬的各种耐火材料均会产生较大的热膨胀量,所以弹性缓冲带的厚度设计必须要合理 。
  第二点就是炉渣碱度的控制,为了得到富锰渣,应适当降低碱度,从而有利于降低电耗和渣铁比。
  最后一点就是电极的控制,高碳锰铁的矿热炉炉型特点是“三大一深”,合适的电极长度对炉况顺行有明显的作用,要保证电极有足够的下放量,插入深度不宜过浅或过深。
 


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