Ogólne wymagania dotyczące materiałów ogniotrwałych do elektrycznych pieców łukowych to:
(1) Ogniotrwałość powinna być wysoka. Temperatura łuku przekracza 4000°C, a temperatura wytwarzania stali wynosi 1500~1750°C, czasem nawet 2000°C, dlatego materiały ogniotrwałe muszą mieć wysoką ogniotrwałość.
(2) Temperatura mięknienia pod obciążeniem powinna być wysoka. Piec elektryczny pracuje w warunkach obciążenia o wysokiej temperaturze, a korpus pieca musi wytrzymywać erozję roztopionej stali, dlatego materiał ogniotrwały musi mieć wysoką temperaturę mięknienia pod obciążeniem.
(3) Wytrzymałość na ściskanie powinna być wysoka. Na wyłożenie pieca elektrycznego wpływa wpływ wsadu podczas ładowania, ciśnienie statyczne roztopionej stali podczas wytapiania, erozja płynięcia stali podczas gwintowania oraz wibracje mechaniczne podczas pracy. Dlatego też od materiału ogniotrwałego wymaga się dużej wytrzymałości na ściskanie.
(4) Przewodność cieplna powinna być mała. Aby zmniejszyć straty ciepła w piecu elektrycznym i zmniejszyć zużycie energii, materiał ogniotrwały musi mieć słabą przewodność cieplną, to znaczy współczynnik przewodności cieplnej powinien być mały.
(5) Stabilność termiczna powinna być dobra. W ciągu kilku minut od spuszczenia do ładowania w procesie produkcji stali w piecu elektrycznym temperatura gwałtownie spada z około 1600°C do poniżej 900°C, dlatego materiały ogniotrwałe muszą charakteryzować się dobrą stabilnością termiczną.
(6) Silna odporność na korozję. Podczas procesu wytwarzania stali żużel, gaz piecowy i roztopiona stal powodują silną erozję chemiczną materiałów ogniotrwałych, dlatego materiały ogniotrwałe muszą charakteryzować się dobrą odpornością na korozję.
Dobór materiałów ogniotrwałych na ściany boczne
Cegły MgO-C są zwykle używane do budowy ścian bocznych pieców elektrycznych bez ścian chłodzonych wodą. Najsurowsze warunki pracy występują w gorących punktach i liniach żużla. Są one nie tylko silnie skorodowane i erodowane przez roztopioną stal i żużel, a także ulegają poważnym uszkodzeniom mechanicznym podczas dodawania złomu, ale także podlegają promieniowaniu cieplnemu łuku. Dlatego te części są zbudowane z cegieł MgO-C o doskonałych parametrach.
W przypadku ścian bocznych pieców elektrycznych ze ścianami chłodzonymi wodą, w wyniku zastosowania technologii chłodzenia wodą, zwiększa się obciążenie cieplne, a warunki użytkowania są bardziej rygorystyczne. Dlatego należy wybierać cegły MgO-C charakteryzujące się dobrą odpornością na żużel, odpornością na szok termiczny i wysoką przewodnością cieplną. Zawartość węgla w nich wynosi 10% ~ 20%.
Materiały ogniotrwałe na boczne ściany pieców elektrycznych ultra dużej mocy
Ściany boczne pieców elektrycznych ultra dużej mocy (piece UHP) zbudowane są w większości z cegieł MgO-C, a gorące punkty i obszary linii żużla z cegieł MgO-C o doskonałych parametrach (takich jak pełnowęglowa matryca MgO-C cegły). Znacząco poprawiają jego żywotność.
Chociaż obciążenie ścian pieca zostało zmniejszone w wyniku udoskonalenia metod pracy pieców elektrycznych, nadal trudno jest materiałom ogniotrwałym wydłużyć żywotność gorących punktów podczas pracy w warunkach wytapiania pieca UHP. Dlatego opracowano i zastosowano technologię chłodzenia wodą. W przypadku pieców elektrycznych korzystających z gwintowania EBT powierzchnia chłodzenia wodą sięga 70%, co znacznie ogranicza użycie materiałów ogniotrwałych. Nowoczesna technologia chłodzenia wodą wymaga cegieł MgO-C o dobrej przewodności cieplnej. Do budowy ścian bocznych pieca elektrycznego stosuje się asfalt, cegły magnezytowe związane żywicą oraz cegły MgO-C (zawartość węgla 5%-25%). W ciężkich warunkach utleniania dodaje się przeciwutleniacze.
W przypadku obszarów najbardziej uszkodzonych w wyniku reakcji redoks do budowy stosuje się cegły MgO-C z dużym krystalicznym topionym magnezytem jako surowcem, o zawartości węgla większej niż 20% i osnowie pełnowęglowej.
Najnowszym osiągnięciem cegieł MgO-C do pieców elektrycznych UHP jest zastosowanie wypalania w wysokiej temperaturze, a następnie impregnacja asfaltem w celu wytworzenia tzw. wypalanych cegieł MgO-C impregnowanych asfaltem. Jak widać z tabeli 2, w porównaniu z cegłami nieimpregnowanymi, zawartość węgla resztkowego w wypalonych cegłach MgO-C po impregnacji asfaltu i rekarbonizacji wzrasta o około 1%, porowatość zmniejsza się o 1%, a wytrzymałość na zginanie w wysokiej temperaturze i ciśnienie odporność jest Wytrzymałość została znacznie poprawiona, dzięki czemu ma wysoką trwałość.
Magnezowe materiały ogniotrwałe na boczne ściany pieców elektrycznych
Wykładziny pieców elektrycznych dzielą się na alkaliczne i kwaśne. W pierwszym przypadku do wyłożenia pieca stosuje się alkaliczne materiały ogniotrwałe (takie jak magnezja i materiały ogniotrwałe MgO-CaO), podczas gdy w drugim do budowy wyłożenia pieca stosuje się cegły krzemionkowe, piasek kwarcowy, biały muł itp.
Uwaga: W przypadku materiałów wyłożenia pieców w alkalicznych piecach elektrycznych stosuje się alkaliczne materiały ogniotrwałe, a w kwaśnych piecach elektrycznych stosuje się kwaśne materiały ogniotrwałe.
Czas publikacji: 12 października 2023 r
