Anwendungen feuerfester Materialien in der Stahlherstellung

(1) Betriebsbedingungen für feuerfeste Materialien

Elektrische Bogenofen, die den Bogen zwischen der Elektrodenspitze und dem Ladematerial als Wärmequelle für die Stahlherstellung verwenden, zeichnen sich durch einzigartige Bedingungen für den Einsatz feuerfester Materialien aus.Entwicklung von Gleichstrom-BogenöfenDas Ofendach ist aus feuerfesten Materialien aus Magnesia-Chrom oder Magnesia-Spinel gebaut.die eine ausgezeichnete Stabilität gegenüber Grundschlacken aufweisenDie Betriebsbedingungen für Feuerfestkörper in dieser Umgebung sind jedoch aufgrund der Besonderheiten des Bogenschmelzes recht schwierig.

Der Schmelzbogenprozeß ist etwa doppelt so schnell wie der offene Kaminprozeß und unterwirft Feuerfestkörper häufigen Temperaturwechseln und längeren hohen Temperaturen.das Ofendach wird entferntDiese ungleichmäßige Erwärmung wird durch die unregelmäßige Beschaffenheit des Arbeitsbogens verschärft.FolglichIn einem 100-Tonnen-Ofen erodiert beispielsweise der zentrale Dachbereich mit einer Geschwindigkeit von 4 bis 4,4 mm pro Wärme, verglichen mit 2 bis 2,6 mm pro Wärme an den Rändern.Dieser ungleichmäßige Verschleiß führt zu ungleichmäßiger Ausbuchtung des Daches und, gelegentlich, Ziegelstreuung.

In Gleichstrom-Bogenofen eliminiert das Einzelelektroden-Design heiße Stellen, und die wassergekühlte Dachfläche wird erweitert, wodurch die feuerfesten Bedingungen leicht verbessert werden.Wenn die Kapazität des Ofen steigt und die spezifische Leistung steigt,Die Bauten sind kreisförmig und häufig mit Ventilatorbogen oder Ringziegelbauverfahren gebaut.,Die Abdeckungen für Elektroden, Gasentnahme und Sauerstoffinjektion verringern das Gewicht des Daches.die Flächen um diese Öffnungen sind mit hochaluminösementierten oder mit Phosphatverbindungen versehenen Vergussflächen gegossenAußerdem werden Maßnahmen ergriffen, um elektrische Kurzschlüsse zu vermeiden.

Die Lebensdauer von Ofendächern für Öfen mit einer Kapazität von weniger als 100 Tonnen beträgt typischerweise 60-120 Wärmepunkte, während größere Öfen mit einer Kapazität von mehr als 100 Tonnen 60-80 Wärmepunkte erreichen.Der Gesamtbrennfestigkeitsverbrauch eines Elektroofens pro Tonne Stahl beträgt etwa 10­12 kg, wobei das Dach 6 ̊7 kg beträgt.

(2) Auswahl von Feuerfestkörpern für Dächer

Die Wahl der feuerfesten Materialien für die elektrischen Lichtbogenofen-Dächer entwickelt sich immer noch.die Temperatur der Belastungsweißung ist relativ niedrigEin weiterer Nachteil der elementaren Feuerfeststoffe ist ihre erhebliche thermische Ausdehnung bei hohen Temperaturen, die dazu führen kann, dass Ziegelverbindungen knacken und das Dach deformiert wird.Es wird eine Mischung aus gebrannten und ungebrannten Ziegeln verwendet.Einige Literaturen schlagen vor, gebrannte und mit Metall beschichtete Magnesiachromprodukte zu kombinieren.

Innovative feuerfeste Materialien für Ofendächer werden getestet, darunter Korundchromit, Mullit-Korund und Kombinationen von Basis- und Hochaluminamaterialien.Besondere Aufmerksamkeit wird den feuerfesten Chromprodukten gewidmet, da das Spalten von Chromziegeln Chrom in den Stahl einführen kann, was für bestimmte Stahlsorten nicht zulässig ist.

Mit Fortschritten in metallurgischen Technologien wie Atomenergieöfen, kontinuierliche Gießmaschinen und große elektrische Bogenofen,Die Rolle der Elektroöfen in der Stahlindustrie wird voraussichtlich deutlich zunehmen.Elektrische Öfen bieten gegenüber offenen Öfen und Konverteröfen Vorteile, einschließlich der Flexibilität bei der Anpassung der Stahlzusammensetzung und der Herstellung verschiedener Stahlsorten.Diese Erweiterung ist auch wirtschaftlich günstig, da die Verfügbarkeit von Schrott kontinuierlich steigt..

In China werden Häufig hochaluminöse Ziegel für Ofendächer verwendet, wobei Rammmischungen um die Mitte und Elektrodenlöcher kleinerer Ofendecken aufgetragen werden.mit der Entwicklung großer Elektroöfen mit hoher Leistung, ist die Lebensdauer von High-Alumina-Ziegeln zurückgegangen, was zu einer weiteren Verwendung von Grundziegeln geführt hat.

(3) Anwendung der Wasserkühltechnik

Die Entwicklung der modernen elektrischen Stahlindustrie ist eng mit der Einführung von Hochleistungstransformatoren verbunden, die während der Schmelzphase ein Leistungsniveau von 600­800 kV·A/t gewährleisten.Vorwärmen von Ladematerialien, die Sauerstoffspritze in das geschmolzenes Bad und die Erwärmung des Ofen mit Gas-Sauerstoffbrennern gehören zu den fortschrittlichen Funktionen.Künstlich gekühlte Bauteile werden zunehmend zum Ersetzen feuerfester Auskleidungen verwendet.

Während der intensiven Sauerstoffversorgung des geschmolzenen Bades erhöht die Staubbildung (15-40 g/m3) die optische Dichte des gasförmigen Mediums, wodurch seine Schwarzheit nahe 1 beträgt.Dies verbirgt fast vollständig das geschmolzene Bad und OfendachSchlackbildende Dächer und Wände verfügen über verschiedene wassergekühlte Strukturen mit beweglichen Kühlschilden, die die heißen Stellen der Wände schützen.

Die Einführung künstlich gekühlter Bauteile hat zu neuen elektrischen Bogenofenentwürfen geführt, wodurch das Verhältnis der Feuerfestfläche der Auskleidung zur Metallfläche verringert wurde.Verbesserte Wärmeaustauschbedingungen verringern die Wärmebelastung des Schmelzbades, die mit der Verringerung oder Beseitigung der feuerfesten Auskleidung zunimmt.Strukturen mit verstellbarer Ausbaufläche ermöglichen horizontale wassergekühlte Dächer, die sich während des Schmelzprozesses entlang wassergekühlter Wände nach unten bewegen können.

Die Verwendung künstlicher Kühlung in Stahlöfen beseitigt die durch thermische Belastungen und Auskleidungstemperaturen verursachten Einschränkungen und schafft die Voraussetzungen für ein intensiveres Schmelzen.Obwohl wassergekühlte Strukturen den Stromverbrauch leicht erhöhen, die Verringerung der Stillstandzeiten und die Steigerung der Produktivität erhöhen die gesamte wirtschaftliche Effizienz.Elektrodenverbrauch pro Einheit wird um 15% gesenkt, und die mit dem feuerfesten Mauerwerk verbundene schwere manuelle Arbeit wird verringert.

Die experimentelle Entwicklung von Öfen mit wassergekühlten Futterkomponenten hat gezeigt, daß die Energie- und Kostenersparnisse in verwandten Industriezweigen (Feuerfeststoffproduktion, Transport,Elektrodenherstellung, etc.) übersteigen die zusätzlichen Energiekosten, die mit wassergekühlten Anlagen verbunden sind.