煉鋼電爐爐襯耐火材料的損毀機(jī)理,電爐系電爐頂、爐墻和爐底等部分組成的。過(guò)去一般采用硅磚砌筑,現(xiàn)在普遍使用高鋁磚、堿性磚和耐火澆注料或耐火搗打料,也有采用水冷爐襯的。
電爐煉鋼主要是使用電弧輻射加熱,有時(shí)用重油或吹氧加速熔煉,以降低電耗,提高產(chǎn)量。電爐爐內(nèi)溫度高,氣氛變化大,冶煉周期短,同時(shí)進(jìn)爐料一般為冷態(tài)的。因此,電爐爐襯經(jīng)常處于高溫、熔渣侵蝕和急冷急熱的狀態(tài)下,下作條件是苛刻的。電爐爐襯因部位不同,采用的耐火材料及其損毀機(jī)理也是有差異的。
電爐爐頂(即爐蓋)是帶有電極孔和排煙孔的球面形結(jié)構(gòu)。外環(huán)部分稱為主爐頂,中間部分叫作小爐頂。爐頂能吊起或旋轉(zhuǎn),以便裝爐料。
主爐頂?shù)膿p毀主要是受高溫和熔渣飛濺物的作用造成的。當(dāng)采用硅磚爐頂進(jìn)行強(qiáng)化冶煉時(shí),飛濺物中的CaO、SiO2和氧化鐵等氧化物與其反應(yīng),形成低熔點(diǎn)物質(zhì)而發(fā)生熔流,損毀嚴(yán)重。為此,改用抗熔蝕性好的高鋁磚和鎂鉻磚等材料作爐頂。對(duì)于鎂鉻磚來(lái)說(shuō),受到高溫和飛濺物的作用,產(chǎn)生熔流的現(xiàn)象較少,只是在工作面上形成變質(zhì)層而導(dǎo)致熱剝落。同時(shí),該磚易產(chǎn)生體積膨脹,如結(jié)構(gòu)上不采取相應(yīng)的措施,也會(huì)降低使用壽命。
小爐頂襯體的損毀除上述情況外,還要電極弧的高溫輻射作用,以及留設(shè)電極孔而帶來(lái)的結(jié)構(gòu)上的不利影響。另外,爐頂排煙孔除受高溫和飛濺物的作用外,還受高速氣流和爐塵的沖刷磨損作用。上述兩個(gè)部位也是爐頂?shù)谋∪醐h(huán)節(jié)之一。
爐墻按使用條件不同可分為一般爐墻、渣線區(qū)和熱點(diǎn)部位,其損毀的共同因素是承受高溫、熔渣和鋼液的侵蝕,以及裝廢鋼時(shí)的機(jī)械磨損。所謂熱點(diǎn)就是爐壁距離電極弧輻射的最近點(diǎn)。該部位爐壁除受上述因素作用外,還要承受電極弧高溫的直接輻射,有時(shí)溫度可接近2000℃,致使?fàn)t襯損毀速度增大,特別是超高功率電爐冶煉操作時(shí),熱點(diǎn)部位爐壁的損毀尤為厲害。
爐底和堤坡共同構(gòu)成了熔池,其襯體損毀主要是鋼水和熔渣的侵蝕、廢鋼料的機(jī)械沖擊等。
另外,電爐冶煉鋼種、操作方法、爐子設(shè)計(jì)與施工等因素,也對(duì)爐襯壽命有較大的影響。
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