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铁合金矿热电炉用耐火材料 锰铁合金矿热电炉用耐火材料

时间:2018-07-08     作者:郑州凯瑞得耐材【原创】   阅读

 矿热电炉是从矿石中提取有用元素的电炉,其热能来自于电弧、炉料和炉渣的电阻以及化学反应放出的热量。

    按照冶炼工艺方法,可分为还原电炉和精炼电炉;按照其结构形式,矿热电炉可分为敞口炉、封闭电炉和半封闭电炉等;按照生产的产品种类可分为铁合金电炉和电石电炉等。

    矿热电炉的主要优点是:熔池温度容易调节并能达到较高的温度;理论烟气量低;热效率高,可达60%~80%;渣量少,熔炼金属总回收率高等。

    电炉熔炼的主要缺点是:电能消耗大,加工费用及基建投资高。

矿热电炉要求入炉物料的含水应小于3%,物料最好以粒状或块状入炉。以保证良好的透气性,有利于加速熔炼反应。

  铁合金电炉耐火材料

    1.概述

    铁合金是由一种或两种以上的金属或非金属元素与铁元素组成的,并作为钢铁和铸造业的脱氧剂、脱S剂和合金添加剂等的合金。铁合金是钢铁工业和机械铸造行业必不可少的重要原料之一。其主要用途:一是作为脱氧剂,消除钢液中过量的氧;二是作为合金元素添加剂,改善钢的质量与性能。

    2.铁合金电炉的炉体结构

炉体由炉衬砌体、钢结构(骨架、炉壳或围板)及基础墩组成。

3.工作条件及对耐火材料性能的要求

铁合金电炉中耐火材料的工作条件十分恶劣,许多品种的熔炼温度远远高于钢水温度,炉衬侵蚀非常严重,耐火材料消耗占产品总成本比较大;在铁合金治炼过程中,不同部分的炉衬处于不同的工作状态。

炉顶耐火材料主要承受高温炉气和喷附炉渣的侵蚀冲击作用、加料间歇期间的温度变化及高温弧光的辐射热;塌料时的气流冲击及压力变化。

炉墙耐火材料主要承受电弧的高温辐射作用和加料间歇期间的温度变化,高温炉气和喷附炉渣的侵蚀冲击作用,固体料和半熔料的冲击磨损作用,渣线附近严重的渣蚀和渣冲击作用。此外,在炉体倾动时,还承受额外的压力。

炉坡和炉底耐火材料主要承受上层炉料或铁水的压力、加料间歇期间的温度变化、炉料冲击和弧光熔损作用、高温铁水和融渣的侵蚀冲击作用。

对耐火材料的使用要求:

1)耐火度、荷重软化温度高;耐急冷急热性和抗渣性好,有较大的热容量和一定的导热性能。

2)铁合金电炉炉衬的砌筑和所使用的耐火材料均取决于所治炼合金的品种和炉子的结构。

4.铁合金电炉用耐火材料

目前,国内外铁合金电炉炉衬材料大体上有以下几种类型:

1)碳质炉衬。金属硅和硅铁、高碳锰铁、锰硅合金、硅铬合金、硅钙合金等电炉采用碳质炉衬。西欧、日本、南非等国家的高碳铬铁电炉也采用碳质炉衬。炉膛直接与铁水接触的部位由炭砖或打结炭糊筑成,外部则采用高铝砖或黏土砖。

2)镁质炉衬。精炼电炉多采用镁质炉衬,中国和前苏联的高碳铬铁电炉多采用镁砖砌筑。

3)高铝质炉衬。真空炉、瑞典的高碳铬铁电炉使用高铝砖或高铝打结料砌筑的炉衬。

铁合金生产还大量使用各种无定形耐火材料,如镁质捣打料、高铝质浇注料、冷捣炭糊等。这些材料用于打结或修补炉衬、炉盖、出铁口等易于损坏的部位。

熔炼铜镍精矿的电炉内衬,一般在渣线以下(包括炉体反拱)用镁质耐火材料,炉顶渣线以上则采用黏土质耐火材料炉顶一般用高铝砖或黏土砖湿砌。若炉顶上留设较大的孔洞时,其周围宜采用耐火浇注料浇注成整体。也有采用捣制或埋设有水冷铜管的预制耐火浇注料炉顶的,它比砖砌砌炉顶具有更好的整体性和密封性。

处理铅锌和锡精矿的电炉的内衬,熔池部分一般采用大块炭砖砌筑,但也有用镁质耐火材料的。渣线以上,外墙和炉顶采用黏土质耐火材料。

5.铁合金电炉的砌筑

对铁合金电炉炉体解剖表明,砖缝是炉渣、金属、碱金属、煤气渗人炉衬的通道,渗入物渗入砖缝是导致炉衬损毁的重要原因。因此,炉衬砌筑的基本要求是减少炉衬缝隙,提高其整体性和结构强度。

此外,砌筑电炉时还应注意以下几项:

1)筑炉用的耐火材料和隔热材料,特别是镁质材料要防止受潮;

2)筑炉耐火砖所用的火泥的耐火度和成分应与所用砖的耐火度和成分相同或相近;

3)耐火砌体应错缝砌筑,砖缝应以泥浆填满;干砌时,应以干耐火粉填满砖缝。如对于熔炼铜镍精矿的电炉,炉底反拱及熔池侧墙镁砖一般采用干砌,砖缝要求不大于1mm,其余均为湿砌。侧墙和炉底反拱连接处是一个薄弱环节,故必须将砖加工砌筑,并以不留三角缝为宜,在砌筑炉底镁砖反拱时,必须先

将下层湿砌的黏土砖炉底烘干。

6.铁合金电炉的使用和维护

为了延长电炉的使用寿命,降低生产成本,需要正确的使用及维护。在精炼铬铁生产中所采用的措施有:采用留铁法操作,减少炉料对炉底的冲击和酸性初渣对碱性耐火材料的作用。

采用热渣修补炉树是利用传热原理维护炉衬的修补方法,它的原理与精炼铁铬采用钢包挂衬的方法相同。钢包挂衬是在出炉过程中将液态炉渣放入钢包,待部分炉渣在钢包壁上冷凝,将残余的液态渣放出,挂好渣衬的钢包供下一炉接铁水使用。

精炼电炉进行热喷补,有助于延长炉衬寿命。对喷补料的基本要求是:流动性好,易于吸附在高温耐火材料表面,并迅速凝固和硬化;容易烧结并具有足够的强度;耐高温和抗渣侵蚀。


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