電弧爐煉鋼的主要特征及特點(diǎn)

以廢鋼鐵或粗鋼為主要固體料，不需要一套龐大的煉鐵和煉焦系統(tǒng);

原料使用范圍廣，在生產(chǎn)調(diào)度上適于短時(shí)間、間歇式生產(chǎn);

利用電能使其熔化(重熔)及升溫，易獲得高溫，調(diào)溫方便而準(zhǔn)確，有利于冶煉各類鋼種;

爐內(nèi)氣氛(氧化、還原、中性)、真空度、壓力可調(diào)控;合金收得率高，成分易于調(diào)整且控制范圍窄;

品種適應(yīng)性廣、質(zhì)量好，可冶煉含P、S、O低的各種類型的優(yōu)良鋼和合金鋼;

設(shè)備較簡單，工藝流程短，占地面積小，基建費(fèi)用低，投產(chǎn)快，易控制污染;

消耗電能大，[N]、[H]高;

生產(chǎn)率比轉(zhuǎn)爐低，電極、耐材等消耗比其他冶煉方法高。

煉鋼電爐工作過程中通常處于堿性侵蝕氣氛中，因此電爐所用的耐火材料多以堿性耐火材料為主，如MgO-C磚、瀝青浸漬MgO磚、MgO-Cr?O?磚、MgO-CaO質(zhì)搗打料等，少部分為中性耐火材料，如Al?O?-C質(zhì)材料、高鋁質(zhì)材料等。

總體來看，電爐耐火材料的損毀因素主要有:侵蝕、氧化、沖刷、溶融、剝落和水化，其中占主導(dǎo)地位的是氧化、化學(xué)侵蝕和沖刷。

(1)化學(xué)侵蝕

氧化鐵(FeO)或渣中的酸性組分，例如SiO?與CaO和MgO之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，如下所示：

以上反應(yīng)均能使?fàn)t襯變?yōu)槿墼?，從而?dǎo)致耐火材料損毀。

(2)氧化

氧化是造成電爐爐襯中耐火材料侵蝕的主要原因之一。在此過程中耐火材料中的碳成分被含氧成分(如氧化鐵、氧氣、氧化鎂)氧化而導(dǎo)致材料脫碳損毀。

渣中的氧化鐵與磚襯的熱面中的石墨或焦油/樹脂反應(yīng)，或氧氣侵蝕磚襯冷面的石墨或結(jié)合劑，在這兩種情況下磚的強(qiáng)度降低，并可能被熔渣或鋼水沖蝕。

在實(shí)際電爐的氣氛條件下，從1700℃以上開始，反應(yīng)(6)特別容易發(fā)生，產(chǎn)生的Mg蒸氣容易擴(kuò)散，產(chǎn)生組織劣化，這是造成鎂碳磚高溫?fù)p毀的主要因素之一。

(3)沖刷或機(jī)械沖擊

由于鋼水或熔渣流過耐火材料表面并物理性磨損或沖刷爐襯而導(dǎo)致了物理損毀。在電爐的出鋼口、渣線、電極口或排氣平臺(tái)等處沖刷蝕損是最普遍的。

剝落是一種錯(cuò)綜復(fù)雜的耐火材料損毀機(jī)理。這是由于爐襯耐火材料遭受迅速加熱和冷卻導(dǎo)致耐火材料產(chǎn)生應(yīng)力而造成的。該應(yīng)力常常超過耐火材料的強(qiáng)度，因而導(dǎo)致裂紋的相交貫穿，爐襯的碎片將會(huì)剝落或完全脫落，這種情況普遍發(fā)生在電爐爐頂上。

(4)水化

水化也是電爐耐火材料損毀的一個(gè)因素。在使用過程中水容易滲入爐蓋或爐墻，水或水蒸汽能侵蝕耐火材料爐襯，其中氧化鎂(或其他堿性氧化物)與水(或水蒸汽)發(fā)生如下反應(yīng)而被水化。

反應(yīng)(7)會(huì)導(dǎo)致耐火材料性能大幅削弱，抗熔渣和鋼水的滲透性變差。

由以上損毀原因分析可知，煉鋼電爐各部位選用的耐火材料對性能有以下要求：①良好的化學(xué)穩(wěn)定性和體積穩(wěn)定性;②材質(zhì)組成不易和鋼水、SiO?反應(yīng)，不易產(chǎn)生結(jié)瘤;③不易被鋼水潤濕和滲透;④耐急冷、急熱性能好，不易破損和剝落;⑤致密度高、氣孔率低，氣孔分布均勻，鋼水不易滲透;⑥強(qiáng)度高，可抵抗機(jī)械外力沖擊和沖刷。

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