影响电炉炉盖用耐火材料使用寿命的因素及条件分析

环保窑炉

电炉炉盖是带有电极孔和排烟孔的球面形结构，外环部分称主炉盖，中间部分称小炉盖(又称三角区)，装料时炉盖可移开。电炉冶炼工艺极其复杂，三角区预制件使用条件非常苛刻。主要是受到电极弧光辐射、急冷急热、钢水和炉渣的化学侵蚀、除尘时所形成的高速气流冲击磨损以及炉盖结构不合理等因素的综合影响。


     弧光辐射     
电炉冶炼时电极放电所产生弧光温度高达3000℃以上，对小炉盖工作面进行剧烈熔损。起弧阶段，电弧暴露在炉料上方，距炉顶近，热辐射大，电弧越长，功率越大，对炉顶辐射热越大，炉顶损坏越快。一般钢厂要求在起弧时采用较低档送电，控制电弧长度;在穿井过程中逐渐采用大电压大电流供电，都是为了保护炉盖。


    急冷急热     
电弧加热、出钢和炉盖旋转到炉外装料造成急冷急热，进而使炉盖产生热应力造成工作面剥落。


     除尘系统抽力      
除尘系统抽尘所形成的高速气流对炉盖工作面的冲击磨损。抽力不足时，废钢熔化所产生的烟气和火焰大部分从电极与电极孔之间的间隙逸出，气流长时间剧烈冲刷使电极孔扩孔严重。在主炉盖呈球形或弧形结构时，将造成小炉盖工作面以弧形侵蚀。为此，操作者应定期清理除尘系统烟道内的杂物，以免烟道堵塞，影响除尘效果。


      化学侵蚀      
钢水和炉渣喷溅至炉盖工作面，其中某些化学成分与工作面发生化学反应，并渗透到工作面内部，形成变质层。当温度骤变时所产生的热应力促使变质层剥落，  进而形成新的工作面又遭受到循环损毁。熔池液面与小炉盖工作面距离越高，喷溅作用越小，化学侵蚀影响就越小。高度一般在1.5m以上。


     铁水兑入比例      
铁水中含有较高的硅和硫，在氧化气氛下易形成氧化硅和少量的氧化硫等酸性物质，加剧对小炉盖的损毁。铁水兑入比例越高，影响越大。


      电极喷淋水      
电极采用喷淋水措施不但降低了电极消耗，而且造成电极孔周围的温度降低，从而在一定程度上抑制了高温熔损。如果未采用该措施将加剧电极孔损毁，主要表现为扩孔。


    可更换水冷圈的漏水影响      
可更换水冷圈在很多钢厂都存在漏水现象：漏水时，水迅速被气化并随烟气抽出，对小炉盖影响不大。但是漏水严重时有可能导致钢水大喷或炉子爆炸事故，为预防该事故发生，往往提前将水冷圈换下焊接。与此同时小炉盖随之被吊下，重新焊接好后再一起吊上使用，此时工作面变质层遭受到严重的急冷急热作用，将导致小炉盖寿命大幅度降低。有时见小炉盖在冷却状态下开裂严重或衬体较薄时，使用者便将之翻掉，人为地限制了小炉盖的使用寿命。因此，杜绝可更换水冷圈漏水是钢厂的首要任务。


      炉盖结构影响     
平顶结构炉盖在自重作用下，因电极孔之间的筋开裂，在无外力支撑的条件下易造成松动、塌落，甚至3个电极孔连成1个大孔，最终导致更换炉盖。如果是拱顶结构，即使有裂缝也会在炉盖自重作用下将裂缝挤紧，不会造成松动，可延续炉盖的寿命。因此，拱顶结构的炉盖在使用效果上要比平顶结构好。


   造泡沫渣技术水平     
电炉冶炼后期，需要造泡沫渣。泡沫渣覆盖在钢水表面，将电极弧光埋住，不但提高热效率，而且弧光外露较少，对小炉盖工作面的熔损作用小，因此泡沫渣造得好坏对小炉盖的使用也有一定影响。造泡沫渣有两种方法，一种是利用钢水中含有较多量的碳，在氧化气氛下，可自动形成一氧化碳穿过炉渣形成泡沫渣;另一种方法利用得较普遍，在炉门口利用碳氧枪喷吹炭粉和氧气，生成一氧化碳穿过炉渣形成泡沫渣，  同时也可以人工补加炭粉造渣。


     炉盖用耐火材料的要求   
电弧加热、出钢和炉盖旋转到炉外装料造成急冷急热，需要电炉炉盖用耐火材料具有良好的抗热震性。由于钢水和炉渣喷溅以及氧化硅和少量的氧化硫等酸性物质对炉盖的侵蚀，要求耐火材料具有对高温炉渣的良好抗渣性;炉盖在自重作用下，因电极孔之间的筋开裂，在无外力支撑的条件下易造成松动、塌落，要求炉盖用耐火材料具有良好的整体性，结构牢固不开裂。