首先先分析电弧炉的工况环境,从炉子的结构和冶炼特点考虑电弧炉炼钢是靠电弧的辐射加热金属炉料,在熔化期熔池未形成时,无论是全水冷炉盖还是耐火材料炉盖是没有什么差别的,当熔池基本形成,电弧暴露后,电弧功率的供给,炉内热交换特点就有较大改变。无论哪种炉盖都是受电弧高温区2000~4000℃高温的灼烧但其高温面积很小,仅占熔池面积的0.01%左右、三根电极形成的温度区为1770℃左右,而其余形成的电极高温区温度为1550℃左右是靠炉衬受热后多次辐射时加热的。然而整个电弧功率约55%对熔池加热,其余45%的电弧功率则对炉衬(包括炉盖和炉壁)加热,所以电弧区内的温度是非常高的。 目前对于电弧炉炉盖的砌筑所用的耐火材料各有不同,有的使用高铝砖,有的使用耐火可塑料捣打成型,还有是在耐火材料厂家直接做整体炉盖的浇注料预制件。其中的使用寿命都不一样。 目前,碱性电弧炉炉盖大多采用一级高铝砖,分为异型和标准型两种。采用标准砖,切砖量大,费工费时,砌筑质量不高。而采用异型砖,情况则恰恰相反,切砖量较少,砖缝小,砌筑质量好,所以费工时也较少。因此我国各钢厂均采用异型砖。 对于炉盖高铝砖的砌筑上方法很多,最普遍的是“人字形砌法”。炉盖砌筑前,应检查炉盖圈是否变形,并做水压试验,如有变形和漏水现象,则应在矫正和修补后才能使用。为了保证炉盖砌好后有一定的拱度,砌筑前应把炉盖圈放在混凝土或钢制的模子上,炉盖圈要摆平,找正中心后再开始砌筑。人字形砌筑法砌筑时,一般首先以炉盖中心为基点拉“十”字线,此十字线中一根必须通过2号电极孔的圆心。先砌好十字线砖,然后由此从下而上向中部铺砌至电极孔部位,再开始砌三个电极孔,最后砌电极周围及中心部位。也有先砌电极孔的。砌筑时用的泥料是高铝砖粉和卤水的混合物。炉盖各部分的尺寸应符合图纸的要求,砖缝不大于2mm,砖与砖高低凸凹差不大于5mm,砌筑完毕后应进行干燥。 炉盖还可以用耐火可塑料以捣打制作。这种整体打结的炉盖可以达到整体砌筑炉盖的水平,并为解决炉盖材料开辟了新途径。 电弧炉炉盖采用耐火可塑料捣打施工,使全耐火材料炉盖与全水冷炉盖的优点集于一体,取得了较好的效果。耐火可塑料是以特级高铝矾土为主要原料,加部分刚玉和不锈钢纤维等,以磷酸铝作结合剂而制成的。其主要理化指标如下:AL2O3≥75.21%,MgO≥9.5%,Fe2O3<1.6%,烘干体积密度3.03g·cm-³,烘干线变化率0.5%~1.0%,耐压强度≥46.5MPa,热震稳定性(1100℃水冷>25次)。 先将料混好,困料1~2d同时在全水冷炉盖的内侧打料面上均匀喊上用螺纹钢制作的锚固钉,而后在进行二次混料,并采用专用工具将以混合好的耐火可塑料捣打在全水冷炉盖的内侧。采用湿法或干法捣打。捣打完毕,将炉盖放在通风干燥处自然干燥一周除去耐火可塑料内的水分和湿气。 为了避免耐火可塑料炉盖在使用过程中漏水,在捣打耐火可塑料之前,应对全水冷炉盖进行耐压试验,常规采用0.6MPa的水压来试验水冷管是否漏水:进行高温烘烤时,须将水冷管内灌满水,以免其在高温受力不均,将焊缝及拉筋破坏而导致其在使用过程中漏水。 在使用过程中总结,耐火可塑料捣打的越多,捣打层越厚,炉盖的使用寿命就越长,保温性能就越好,降低电耗等效果就越明显。因此,在炉盖升降机械负载能力允许的情况下,耐火可塑料捣打层应尽可能厚写。同时还可以看出,在捣打料的可塑料用量基本相同相框下,炉盖的使用寿命相差也较大,这主要与可塑料施工捣打质量、自然干燥时间及烘烤质量有较大关系。 使用过程中发现:在耐火可塑料的施工加水量、捣打质量基本相同的情况下,自然干燥时间长,烘烤质量好,炉盖的使用寿命就较长:烘烤炉盖时若升温过急,捣打层的抗热震性较差,会在使用过程中分层脱离。因此,全水冷炉盖内侧捣打上耐火可塑料后,应确保自然干燥时间(特别是湿法捣打的炉盖),并控制好其低温、中温、高温下的烘烤时间,严禁升温过急,以便尽可能去除捣打层内的水分,防止爆裂,提高使用寿命。 在电弧炉全水冷炉盖上采用耐火可塑料捣打施工,较好地解决了全水冷炉盖热损失大,全耐火材料炉盖使用寿命低的问题,取得了良好的使用效果提高了炉盖的使用寿命。 |