Οι γενικές απαιτήσεις για πυρίμαχα υλικά για κλιβάνους ηλεκτρικού τόξου είναι:
(1) Η ανθεκτικότητα πρέπει να είναι υψηλή.Η θερμοκρασία τόξου υπερβαίνει τους 4000°C και η θερμοκρασία κατασκευής χάλυβα είναι 1500~1750°C, μερικές φορές έως και 2000°C, επομένως τα πυρίμαχα υλικά απαιτείται να έχουν υψηλή ανθεκτικότητα.
(2) Η θερμοκρασία αποσκλήρυνσης υπό φορτίο πρέπει να είναι υψηλή.Ο ηλεκτρικός κλίβανος λειτουργεί υπό συνθήκες φορτίου υψηλής θερμοκρασίας και το σώμα του κλιβάνου πρέπει να αντέχει τη διάβρωση του τηγμένου χάλυβα, επομένως το πυρίμαχο υλικό απαιτείται να έχει υψηλή θερμοκρασία μαλακώματος φορτίου.
(3) Η αντοχή σε θλίψη πρέπει να είναι υψηλή.Η επένδυση του ηλεκτρικού κλιβάνου επηρεάζεται από την κρούση του φορτίου κατά τη φόρτιση, τη στατική πίεση του τηγμένου χάλυβα κατά τη διάρκεια της τήξης, τη διάβρωση της ροής του χάλυβα κατά το χτύπημα και τους μηχανικούς κραδασμούς κατά τη λειτουργία.Επομένως, το πυρίμαχο υλικό απαιτείται να έχει υψηλή αντοχή σε θλίψη.
(4) Η θερμική αγωγιμότητα πρέπει να είναι μικρή.Προκειμένου να μειωθεί η απώλεια θερμότητας του ηλεκτρικού κλιβάνου και να μειωθεί η κατανάλωση ενέργειας, το πυρίμαχο υλικό απαιτείται να έχει κακή θερμική αγωγιμότητα, δηλαδή ο συντελεστής θερμικής αγωγιμότητας να είναι μικρός.
(5) Η θερμική σταθερότητα πρέπει να είναι καλή.Μέσα σε λίγα λεπτά από το χτύπημα έως τη φόρτιση στη χαλυβουργία σε ηλεκτρικό φούρνο, η θερμοκρασία πέφτει απότομα από περίπου 1600°C σε κάτω από 900°C, επομένως τα πυρίμαχα υλικά απαιτούνται για να έχουν καλή θερμική σταθερότητα.
(6) Ισχυρή αντοχή στη διάβρωση.Κατά τη διαδικασία κατασκευής χάλυβα, η σκωρία, το αέριο κλιβάνου και ο τετηγμένος χάλυβας έχουν όλα ισχυρά αποτελέσματα χημικής διάβρωσης στα πυρίμαχα υλικά, επομένως τα πυρίμαχα υλικά απαιτείται να έχουν καλή αντοχή στη διάβρωση.
Επιλογή πυρίμαχων υλικών για πλευρικούς τοίχους
Τα τούβλα MgO-C χρησιμοποιούνται συνήθως για την κατασκευή πλευρικών τοιχωμάτων ηλεκτρικών κλιβάνων χωρίς υδρόψυκτους τοίχους.Τα hot spots και οι γραμμές σκωρίας έχουν τις πιο αυστηρές συνθήκες εξυπηρέτησης.Όχι μόνο διαβρώνονται σοβαρά και διαβρώνονται από τηγμένο χάλυβα και σκωρία, καθώς και σοβαρά μηχανικά χτυπήματα όταν προστίθενται σκραπ, αλλά υπόκεινται επίσης σε θερμική ακτινοβολία από το τόξο.Επομένως, αυτά τα μέρη είναι κατασκευασμένα με τούβλα MgO-C με εξαιρετική απόδοση.
Για τα πλαϊνά τοιχώματα ηλεκτρικών κλιβάνων με υδρόψυκτους τοίχους, λόγω της χρήσης τεχνολογίας υδρόψυξης, το θερμικό φορτίο αυξάνεται και οι συνθήκες χρήσης είναι πιο αυστηρές.Ως εκ τούτου, θα πρέπει να επιλεγούν τούβλα MgO-C με καλή αντοχή στη σκωρία, σταθερότητα σε θερμικό σοκ και υψηλή θερμική αγωγιμότητα.Η περιεκτικότητά τους σε άνθρακα είναι 10%~20%.
Πυρίμαχα υλικά για πλευρικά τοιχώματα ηλεκτρικών κλιβάνων εξαιρετικά υψηλής ισχύος
Τα πλευρικά τοιχώματα των ηλεκτρικών κλιβάνων υπερυψηλής ισχύος (φούρνοι UHP) είναι κυρίως κατασκευασμένα με τούβλα MgO-C και τα hot spots και οι περιοχές της γραμμής σκωρίας είναι κατασκευασμένα με τούβλα MgO-C με εξαιρετική απόδοση (όπως η μήτρα πλήρους άνθρακα MgO-C τούβλα).Βελτιώστε σημαντικά τη διάρκεια ζωής του.
Αν και το φορτίο του τοιχώματος του κλιβάνου έχει μειωθεί λόγω βελτιώσεων στις μεθόδους λειτουργίας του ηλεκτρικού κλιβάνου, εξακολουθεί να είναι δύσκολο για τα πυρίμαχα υλικά να παρατείνουν τη διάρκεια ζωής των θερμών σημείων όταν λειτουργούν υπό συνθήκες τήξης κλιβάνου UHP.Ως εκ τούτου, έχει αναπτυχθεί και εφαρμοστεί η τεχνολογία υδρόψυξης.Για ηλεκτρικούς φούρνους που χρησιμοποιούν EBT tapping, η περιοχή ψύξης νερού φτάνει το 70%, μειώνοντας έτσι σημαντικά τη χρήση πυρίμαχων υλικών.Η σύγχρονη τεχνολογία υδρόψυξης απαιτεί τούβλα MgO-C με καλή θερμική αγωγιμότητα.Για την κατασκευή των πλευρικών τοιχωμάτων του ηλεκτρικού κλιβάνου χρησιμοποιούνται άσφαλτος, τούβλα μαγνησίας κολλημένα με ρητίνη και τούβλα MgO-C (περιεκτικότητα σε άνθρακα 5%-25%).Κάτω από σοβαρές συνθήκες οξείδωσης, προστίθενται αντιοξειδωτικά.
Για τις περιοχές που έχουν υποστεί μεγαλύτερη ζημιά από αντιδράσεις οξειδοαναγωγής, χρησιμοποιούνται για την κατασκευή τούβλα MgO-C με μεγάλο κρυσταλλικό τηγμένο μαγνησίτη ως πρώτη ύλη, περιεκτικότητα σε άνθρακα μεγαλύτερη από 20% και πλήρη μήτρα άνθρακα.
Η τελευταία εξέλιξη των τούβλων MgO-C για ηλεκτρικούς κλιβάνους UHP είναι η χρήση ψησίματος υψηλής θερμοκρασίας και στη συνέχεια εμποτισμού με άσφαλτο για την παραγωγή των λεγόμενων τούβλων MgO-C που έχουν εμποτιστεί με άσφαλτο.Όπως φαίνεται από τον Πίνακα 2, σε σύγκριση με τα τούβλα χωρίς εμποτισμό, η περιεκτικότητα σε υπολειμματικό άνθρακα των πυρωμένων τούβλων MgO-C μετά τον εμποτισμό και την επανανθρακοποίηση της ασφάλτου αυξάνεται κατά περίπου 1%, το πορώδες μειώνεται κατά 1% και η αντοχή και η πίεση σε υψηλές θερμοκρασίες αντίσταση είναι Η αντοχή έχει βελτιωθεί σημαντικά, επομένως έχει υψηλή αντοχή.
Πυρίμαχα υλικά με μαγνήσιο για πλαϊνά τοιχώματα ηλεκτρικών κλιβάνων
Οι επενδύσεις των ηλεκτρικών κλιβάνων χωρίζονται σε αλκαλικές και όξινες.Η πρώτη χρησιμοποιεί αλκαλικά πυρίμαχα υλικά (όπως μαγνησία και πυρίμαχα υλικά MgO-CaO) ως επένδυση κλιβάνου, ενώ η δεύτερη χρησιμοποιεί πυριτικά τούβλα, χαλαζιακή άμμο, λευκή λάσπη κ.λπ. για την κατασκευή της επένδυσης του κλιβάνου.
Σημείωση: Για υλικά επένδυσης κλιβάνων, οι αλκαλικοί ηλεκτρικοί κλίβανοι χρησιμοποιούν αλκαλικά πυρίμαχα υλικά και οι όξινες ηλεκτρικοί κλίβανοι χρησιμοποιούν όξινα πυρίμαχα υλικά.
Ώρα δημοσίευσης: Οκτ-12-2023
