De generelle kravene til ildfaste materialer for elektriske lysbueovner er:
(1) Refraktoriteten bør være høy. Buetemperaturen overstiger 4000 °C, og stålproduksjonstemperaturen er 1500 ~ 1750 °C, noen ganger så høy som 2000 °C, så ildfaste materialer må ha høy refraktoritet.
(2) Mykningstemperaturen under belastning bør være høy. Den elektriske ovnen opererer under høye temperaturbelastningsforhold, og ovnshuset må tåle erosjon av smeltet stål, så det kreves at det ildfaste materialet har en høy mykningstemperatur under belastning.
(3) Trykkfastheten bør være høy. Foringen i den elektriske ovnen påvirkes av ladningens påvirkning under ladning, det statiske trykket til smeltet stål under smelting, erosjon av stålflyt under tapping og mekanisk vibrasjon under drift. Derfor må det ildfaste materialet ha høy trykkfasthet.
(4) Varmeledningsevnen bør være liten. For å redusere varmetapet i den elektriske ovnen og redusere strømforbruket, må det ildfaste materialet ha dårlig varmeledningsevne, det vil si at varmeledningskoeffisienten bør være liten.
(5) Termisk stabilitet bør være god. I løpet av få minutter fra tapping til fylling i stålproduksjon i elektrisk ovn, faller temperaturen kraftig fra rundt 1600 °C til under 900 °C, så ildfaste materialer må ha god termisk stabilitet.
(6) Sterk korrosjonsbestandighet. Under stålproduksjonsprosessen har slagg, ovnsgass og smeltet stål sterke kjemiske erosjonseffekter på ildfaste materialer, så ildfaste materialer må ha god korrosjonsbestandighet.
Valg av ildfaste materialer for sidevegger
MgO-C-stein brukes vanligvis til å bygge sideveggene til elektriske ovner uten vannkjølingsvegger. Varmepunkter og slagglinjer har de mest alvorlige driftsforholdene. De er ikke bare sterkt korrodert og erodert av smeltet stål og slagg, samt sterkt mekanisk påvirket når skrap tilsettes, men er også utsatt for termisk stråling fra lysbuen. Derfor er disse delene konstruert med MgO-C-stein med utmerket ytelse.
For sideveggene i elektriske ovner med vannkjølte vegger, på grunn av bruken av vannkjølingsteknologi, økes varmebelastningen og bruksforholdene er strengere. Derfor bør MgO-C-stein med god slaggmotstand, termisk sjokkstabilitet og høy varmeledningsevne velges. Karboninnholdet deres er 10%~20%.
Ildfaste materialer for sidevegger i elektriske ovner med ultrahøy effekt
Sideveggene til elektriske ovner med ultrahøy effekt (UHP-ovner) er for det meste bygget med MgO-C-stein, og områdene med varme punkter og slagglinje er bygget med MgO-C-stein med utmerket ytelse (som MgO-C-stein med full karbonmatrise). Dette forbedrer levetiden betydelig.
Selv om belastningen på ovnsveggen har blitt redusert på grunn av forbedringer i driftsmetoder for elektriske ovner, er det fortsatt vanskelig for ildfaste materialer å forlenge levetiden til varme punkter når de opererer under UHP-ovnsmelteforhold. Derfor har vannkjølingsteknologi blitt utviklet og anvendt. For elektriske ovner som bruker EBT-tapping når vannkjølingsområdet 70 %, noe som reduserer bruken av ildfaste materialer betraktelig. Moderne vannkjølingsteknologi krever MgO-C-stein med god varmeledningsevne. Asfalt, harpiksbundne magnesiastein og MgO-C-stein (karboninnhold 5 %–25 %) brukes til å bygge sideveggene til den elektriske ovnen. Under alvorlige oksidasjonsforhold tilsettes antioksidanter.
For de hotspot-områdene som er hardest skadet av redoksreaksjoner, brukes MgO-C-murstein med stor krystallinsk smeltet magnesitt som råmateriale, karboninnhold på over 20 % og full karbonmatrise til konstruksjon.
Den nyeste utviklingen av MgO-C-stein for UHP-elektriske ovner er å bruke høytemperaturbrenning og deretter impregnering med asfalt for å produsere såkalte brente asfaltimpregnerte MgO-C-stein. Som det fremgår av tabell 2, øker det gjenværende karboninnholdet i brente MgO-C-stein etter asfaltimpregnering og rekarbonisering med omtrent 1 % sammenlignet med uimpregnerte steiner, porøsiteten synker med 1 %, og bøyefastheten og trykkmotstanden ved høy temperatur er forbedret. Styrken er betydelig forbedret, slik at den har høy holdbarhet.
Magnesiumildfaste materialer for sidevegger av elektrisk ovn
Elektriske ovnsforinger er delt inn i alkaliske og sure. Førstnevnte bruker alkaliske ildfaste materialer (som magnesia og MgO-CaO ildfaste materialer) som ovnsforing, mens sistnevnte bruker silikastein, kvartsand, hvitt slam, etc. for å bygge ovnsforingen.
Merk: For ovnsforingsmaterialer bruker alkaliske elektriske ovner alkaliske ildfaste materialer, og sure elektriske ovner bruker sure ildfaste materialer.
Publisert: 12. oktober 2023
