Применение огнеупорных материалов в сталелитейном оборудовании

(1) Условия работы для огнеупорных материалов

Электрические дуговые печи, которые используют дугу между кончиком электрода и заряжающим материалом в качестве источника тепла для производства стали, характеризуются уникальными условиями использования огнеупорного материала.Развитие дуговых печей с постоянным токомВ последние годы были введены высокопроизводительная работа, перемешивание дна газа и подключение дна.которые обладают превосходной устойчивостью к основной шлакеОднако условия работы для огнеупорных материалов в этой среде довольно суровы, что диктуется особенностями аркового плавления.

Процесс аркового плавления примерно в два раза быстрее, чем процесс открытого огня, подвергая огнеупорные материалы частым изменениям температуры и длительным высоким температурам.крыша печи снятаЭто неравномерное нагревание усугубляется нерегулярным характером рабочей дуги.Следовательно,Например, в 100-тонной печи центральная часть крыши разрушается со скоростью от 4 до 4,4 мм на тепло, по сравнению с 2 до 2,6 мм на тепло на краях.Этот неравномерный износ приводит к неравномерному выпуклости крыши и, иногда, распилывание кирпичей.

В постоянных дуговых печах конструкция с одним электродом устраняет горячие точки, а площадь крыши, охлажденной водой, расширяется, немного улучшая огнеупорные условия.по мере увеличения мощности печи и удельной мощностиНапример, при строительстве крыши для печей, в которой не хватает жидкости, условия труда становятся еще более суровыми.,В некоторых случаях крыша уменьшает вес.площади вокруг этих отверстий отливаются с использованием высокоалюминиевого цемента или фосфатно-связанных отливных материаловТакже принимаются меры по устранению электрических коротких замыканий.

Срок службы крыш печей для печей емкостью менее 100 тонн обычно составляет 60-120, в то время как более крупные печи емкостью более 100 тонн достигают 60-80.Общее потребление огнестойкости электрической печи на тонну стали составляет приблизительно 10−12 кг., с крышей, составляющей 6-7 кг.

(2) Выбор огнеупорных материалов для крыши

Выбор огнеупорных материалов для крыш электрических дуговых печей все еще развивается.их температура смягчения нагрузки относительно низкаяЕще одним недостатком базовых огнеупорных материалов является их значительное тепловое расширение при высоких температурах, что может привести к трещинам кирпичных соединений и деформации крыши.используется смесь обжаренных и необжаренных кирпичейНекоторые литературы предполагают комбинирование обжаренных и металлически покрытых не обжаренных магниехромных изделий.

Испытываются инновационные огнеупорные материалы для крыш печей, включая корунд-хромит, муллит-корунд и комбинации базовых и высокоалюминиевых материалов.Особое внимание уделяется хромсодержащим огнеупорным материалам, поскольку расщепление хромированных кирпичей может ввести хром в сталь, что не допускается для некоторых сортов стали.

С достижениями в области металлургических технологий, таких как печи с атомной энергией, машины для непрерывного литья и большие электрические дуговые печи,Ожидается, что роль электрических печей в сталелитейном производстве значительно возрастет.Электрические печи предлагают преимущества по сравнению с печами с открытым ковром и конвертерными печами, включая гибкость в регулировании состава стали и производстве различных сортов стали.Это расширение также экономически выгодно из-за постоянного увеличения доступности металлолома.

В Китае для крыш печей обычно используются кирпичи с высоким содержанием алюминия, на которые накладывают смеси вокруг центра и электродные отверстия небольших крышек печей.с развитием больших сверхвысокопроизводительных электрических печей, срок службы кирпичей с высоким содержанием алюминия уменьшился, что привело к дальнейшему использованию основных кирпичей.

(3) Применение технологии охлаждения водой

Развитие современной электросталелитейной промышленности тесно связано с применением высокомощных трансформаторов, обеспечивающих уровень мощности в 600-800 кВт/т во время фазы плавки.Прегрев зарядочных материалов, впрыск кислорода в расплавленную ванну и нагрев печи газо-кислородными горелками являются одними из передовых функций.Для замены частей огнеупорных облицовок все чаще используются искусственно охлажденные компоненты.

Во время интенсивного подачи кислорода в расплавленную ванну образование пыли (15-40 г/м3) увеличивает оптическую плотность газообразной среды, делая ее черность близкой к 1.Это почти полностью скрывает расплавленную ванну и крышу печиВ стенах и крышах, образующих шлак, используются различные водоохлаждаемые конструкции с подвижными охлаждающими щитами, защищающими горячие точки в стенах.

Внедрение искусственно охлажденных компонентов привело к новым конструкциям электрических дуговых печей, уменьшая соотношение площади поверхности огнеупорной облицовки к площади металлической поверхности.Улучшенные условия теплообмена снижают тепловую нагрузку на расплавленную ванну, который увеличивается по мере уменьшения или устранения огнеупорной оболочки.Структуры с регулируемым развитием облицовки позволяют горизонтальные крыши, охлажденные водой, которые могут двигаться вниз вдоль стен, охлажденных водой, по мере прогрессирования процесса плавления.

Использование искусственного охлаждения в сталелитейных печах устраняет ограничения, налагаемые тепловыми нагрузками и температурой обшивки, создавая условия для интенсивного плавления.Хотя водоохлаждаемые конструкции немного увеличивают потребление электроэнергии, сокращение времени простоя и повышение производительности повышают общую экономическую эффективность.Потребление электродов на единицу снижается на 15%, а тяжелый ручной труд, связанный с огнеупорным кирпичным строительством, уменьшается.

Экспериментальная разработка печей с водноохлаждаемыми компонентами облицовки показала, что экономия энергии и затрат в смежных отраслях промышленности (производство огнеупорных материалов, транспортировка,Производство электродов, и т.д.) превышают дополнительные затраты на энергию, связанные с оборудованием с водяным охлаждением.