電爐爐蓋內(nèi)襯是整個爐體最薄弱的環(huán)節(jié)之一，對該部位耐火材料的選擇也是尤其重要。

 

多年以來，硅磚一直是用作電爐爐蓋的耐火材料。主要是因為其價格低廉、耐火度較高、質(zhì)量穩(wěn)定、高溫強度大、耐腐蝕性較強。但由于硅磚體積會急劇膨脹、容易產(chǎn)生剝落、并且會與飛濺物作用而產(chǎn)生熔流現(xiàn)象，掉下進入熔池的硅磚也會改變堿性爐渣的性質(zhì)，致使爐壁耐火材料破壞嚴重，同時也干擾了電爐的冶煉操作。所以目前已基本被取代，現(xiàn)階段電爐爐蓋內(nèi)襯主要采用的耐火材料是高鋁磚、堿性耐火磚和相對應的不定形耐火澆注料或耐火搗打料等。它們的優(yōu)點是：熔點高，耐剝落性能好，抗渣性強，軟時粘性和和荷重軟化點高，爐蓋內(nèi)襯耐火材料壽命大大提高。

 

國際標準GB2991-87將電爐爐蓋用高鋁磚按Al2O3的百分比含量分為DL-80、DL-75、DL-65三種牌號。

 

電爐爐蓋用耐火磚的性能，其中鋁鉻磚采用特殊結(jié)合劑制作，氣孔的大小與分布狀態(tài)比較理想，高溫抗折強度高，抗熱震性能好，抗渣侵蝕能力強，比較實用與電爐爐頂用作襯體耐火材料，效果較好。

 

日本等國家的電爐爐蓋，高鋁磚主要用于小爐頂、電機孔和排煙孔的周圍，使用壽命比硅磚高1~2倍。主爐頂內(nèi)襯耐火材料則破邊采用堿性耐火磚砌筑。由于爐蓋壽命提高，每噸鋼用耐火材料也相比硅磚爐蓋降低約20%。

 

美國、英國電爐爐蓋內(nèi)襯耐火材料則采用硅酸鋁質(zhì)耐火磚較多，氧化鋁含量為65%~85%，可分為燒成磚和不燒磚兩種。其硅酸鋁質(zhì)耐火磚品種分為：Al2O3為70%的標準高鋁磚，Al2O3為80%的燒成高鋁磚，Al2O3為80%~85%的磷酸鹽結(jié)合不燒高鋁磚和各種莫來石磚。這些耐火磚的共同特點是抗熱震性優(yōu)良，能抵抗因電爐爐蓋溫度波動而引起的破壞作用，使用效果較好。

 

法國在80t超高功率電爐爐蓋內(nèi)襯耐火材料上，采用高鋁磚砌筑，使用壽命為141爐次，煉至91爐次后進行過一次中修，噸鋼耐火材料消耗為2.75kg；采用鋁鉻磚代替高鋁磚砌筑爐頂內(nèi)襯耐火材料后，爐齡達到了254爐次，噸鋼耐火材料消耗降低到1.0kg以下。

 

意大利某鋼廠在25t電爐爐蓋內(nèi)襯耐火材料上，侵蝕嚴重的部位用鋁鉻磚砌筑，其余部位則用高鋁磚和剛玉質(zhì)耐火澆注料，使用壽命比全用高鋁磚的提高了50%。

 

德國某鋼廠在100/115t超高功率電爐內(nèi)襯耐火材料上，采用普通高鋁磚砌筑時，爐齡僅為55~60爐次，后來在侵蝕嚴重部位采用STAC-803鋁鉻磚和剛玉質(zhì)耐火搗打料后，爐齡提高了近1倍。

 

近年來，各國在電爐爐頂上，普遍采用堿性磚砌筑，其品種有不燒或燒成的鎂鉻磚，直接結(jié)合鎂鉻磚和白云石磚等。俄羅斯某廠在電爐筑爐頂耐火材料采用燒結(jié)料鎂鉻磚，小爐頂耐火材料則用電熔鎂鉻磚，冶煉不銹鋼，爐頂襯體損毀較均衡，使用壽命達到了134爐次。德國在電爐爐頂耐火材料上采用白云石磚砌筑，使用壽命為100爐次左右，該類爐頂耐火磚的使用壽命與高鋁磚的相似，但費用降低了35%。

 

雖然堿性耐火磚耐高溫和抗渣侵蝕能力強，但其線膨脹系數(shù)較大，爐頂容易變形，從而導致襯體耐火材料崩裂，影響使用。為此，國外從爐頂結(jié)構上入手，將爐頂分為為若干個單元，每個單元自成系統(tǒng)，單元之間又能互相止推，從而抵消了因耐火磚的膨脹而帶來的不良影響。此種結(jié)構被稱作吊掛止推式爐頂結(jié)構，獲得了較好的使用效果。例如，英國某廠采用吊掛止推式結(jié)構后，電爐爐齡提高了近50%。另外，還有環(huán)式吊掛結(jié)構爐頂，應力分布比較均勻，施工也很方便，使用時，爐襯耐火材料蝕損均衡，壽命較高。

 

再者，堿性耐火磚密度比高鋁磚和硅磚的大，爐頂鋼結(jié)構也比較復雜，因此整個爐頂?shù)闹亓吭黾樱鄳枰^大的提升或碹磚設備，廠房空間也要抬高，使用時受到一定限制。

 

各國在電爐爐頂耐火材料上，以前一般采用高鋁質(zhì)耐火搗打料作襯體，也有使用高鋁質(zhì)耐火混凝土火鎂鉻質(zhì)耐火搗打料的?，F(xiàn)如今，普遍使用高鋁質(zhì)耐火澆注料，施工方便，壽命相對也比較長。

 

爐頂排煙孔和小爐頂上的電極均為圓形，需用異型耐火磚砌筑，施工困難。因此，該部位一般使用不定形耐火材料制作，能形成堅實的整體爐襯，使用壽命較長，而且施工方便。有的廠在中小型電爐爐頂上，全部用不定形耐火材料作襯體，并與錨固耐火磚配合使用，效果也比較不錯。

 

隨著現(xiàn)代超高功率電爐的發(fā)展，爐頂襯體耐火材料工作環(huán)境更加苛刻，在這種情況下，電爐爐頂大多采用綜合性爐襯耐火材料，獲得了較好的使用效果。

 

西歐耐火材料聯(lián)合會認為，在有水冷爐壁的電爐爐頂耐火材料上，混合使用高鋁磚、鋁鉻磚和合適的不定形耐火材料，其使用壽命可比單獨用高鋁磚的提高1倍左右。另外，電爐爐頂耐火材料采用少量的堿性耐火磚與高鋁磚和高鋁質(zhì)澆注料或搗打料制成綜合爐襯，使用效果較好，而且比較經(jīng)濟。

 

近期，某些電爐廠采用水冷爐蓋，整個爐蓋都通過水冷卻，只在3個點擊孔周圍襯以耐火磚，以防止電極和水冷爐蓋之間起弧。另外，在爐蓋下面打結(jié)一層鎂砂，以減少熱損。這種爐蓋使用壽命長，電耗增加不大，而且節(jié)約了耐火材料，降低了成本，具有很大的發(fā)展前途。

 

日本鋼管公司在30t電爐爐頂上，除小爐頂外，主爐頂實行水冷達70%~80%，爐齡達到3000爐次；另一公司在40t電爐爐頂?shù)耐猸h(huán)上，采用16塊水冷箱板，小爐頂用化學結(jié)合鎂鉻磚砌筑，電極孔周圍用高鋁質(zhì)耐火搗打料搗制，其爐齡由190爐次提升到600爐次左右。由此可見，水冷爐蓋的使用效果非常明顯。

 

為了進一步延長電爐爐蓋內(nèi)襯用耐火材料的使用壽命，應著重注意以下幾個方面：

 

1、改進爐蓋材質(zhì)，采用最佳的耐火材料。

 

2、提升爐蓋內(nèi)襯耐火材料的拱度和爐蓋中央到熔池面的高度。

 

3、采用水冷爐蓋。

 

4、合理操作并定期進行維護。