De allmänna kraven för eldfasta material för elektriska ljusbågsugnar är:
(1) Eldfastheten bör vara hög. Bågtemperaturen överstiger 4000 °C, och ståltillverkningstemperaturen är 1500 ~ 1750 °C, ibland så hög som 2000 °C, så eldfasta material måste ha hög eldfasthet.
(2) Mjukningstemperaturen under belastning bör vara hög. Elugnen arbetar under höga temperaturer, och ugnskroppen måste motstå erosionen av smält stål, så det eldfasta materialet måste ha en hög mjukningstemperatur under belastning.
(3) Tryckhållfastheten bör vara hög. Elugnens foder påverkas av laddningens påverkan under laddning, det statiska trycket hos smält stål under smältning, erosion av stålflödet under tappning och mekanisk vibration under drift. Därför krävs det att det eldfasta materialet har hög tryckhållfasthet.
(4) Värmeledningsförmågan bör vara liten. För att minska värmeförlusten i den elektriska ugnen och minska strömförbrukningen krävs att det eldfasta materialet har dålig värmeledningsförmåga, det vill säga att värmeledningskoefficienten bör vara liten.
(5) Termisk stabilitet bör vara god. Inom några minuter från tappning till påfyllning i ståltillverkning i elektrisk ugn sjunker temperaturen kraftigt från cirka 1600 °C till under 900 °C, så eldfasta material måste ha god termisk stabilitet.
(6) Stark korrosionsbeständighet. Under ståltillverkningsprocessen har slagg, ugnsgas och smält stål alla starka kemiska erosionseffekter på eldfasta material, så eldfasta material måste ha god korrosionsbeständighet.
Val av eldfasta material för sidoväggar
MgO-C-tegel används vanligtvis för att bygga sidoväggarna på elektriska ugnar utan vattenkylningsväggar. Varma punkter och slagglinjer har de svåraste driftsförhållandena. De är inte bara kraftigt korroderade och eroderade av smält stål och slagg, samt kraftigt mekaniskt påverkade när skrot tillsätts, utan utsätts också för värmestrålning från ljusbågen. Därför är dessa delar konstruerade med MgO-C-tegel med utmärkt prestanda.
För sidoväggarna i elektriska ugnar med vattenkylda väggar ökar värmebelastningen och användningsförhållandena är strängare på grund av användningen av vattenkylningsteknik. Därför bör MgO-C-tegelstenar med god slaggbeständighet, termisk chockstabilitet och hög värmeledningsförmåga väljas. Deras kolhalt är 10%~20%.
Eldfasta material för sidoväggar i elektriska ugnar med ultrahög effekt
Sidoväggarna på ultrahögeffektsugnar (UHP-ugnar) är mestadels byggda med MgO-C-tegel, och områden med heta punkter och slagglinjer är byggda med MgO-C-tegel med utmärkt prestanda (såsom MgO-C-tegel med helkolmatris). Detta förbättrar deras livslängd avsevärt.
Även om belastningen på ugnsväggarna har minskat tack vare förbättringar av driftmetoderna för elektriska ugnar, är det fortfarande svårt för eldfasta material att förlänga livslängden för heta punkter när de arbetar under UHP-smältförhållanden. Därför har vattenkylningsteknik utvecklats och tillämpats. För elektriska ugnar som använder EBT-tappning når vattenkylningsarean 70 %, vilket kraftigt minskar användningen av eldfasta material. Modern vattenkylningsteknik kräver MgO-C-tegelstenar med god värmeledningsförmåga. Asfalt, hartsbundna magnesiategelstenar och MgO-C-tegelstenar (kolhalt 5 %–25 %) används för att bygga sidoväggarna i den elektriska ugnen. Under svåra oxidationsförhållanden tillsätts antioxidanter.
För de hotspot-områden som skadats hårdast av redoxreaktioner används MgO-C-tegelstenar med stor kristallin smält magnesit som råmaterial, kolhalt större än 20 % och en fullständig kolmatris för konstruktionen.
Den senaste utvecklingen av MgO-C-tegelstenar för UHP-elugnar är att använda högtemperaturbränning och sedan impregnering med asfalt för att producera så kallade brända asfaltimpregnerade MgO-C-tegelstenar. Som framgår av tabell 2 ökar den kvarvarande kolhalten i brända MgO-C-tegelstenar efter asfaltimpregnering och återkarbonisering med cirka 1 % jämfört med oimpregnerade tegelstenar, porositeten minskar med 1 % och böjhållfastheten och tryckmotståndet vid höga temperaturer förbättras. Styrkan har förbättrats avsevärt, så den har hög hållbarhet.
Magnesiumeldfasta material för sidoväggar av elektrisk ugn
Elektriska ugnsinredningar delas in i alkaliska och sura. I den förra används alkaliska eldfasta material (såsom magnesia och MgO-CaO eldfasta material) som ugnsinredning, medan den senare använder kiseldioxidtegelstenar, kvartsand, vit lera etc. för att bygga ugnsinredningen.
Obs: För ugnsbeklädnadsmaterial använder alkaliska elektriska ugnar alkaliska eldfasta material, och sura elektriska ugnar använder sura eldfasta material.
Publiceringstid: 12 oktober 2023
