Агульныя патрабаванні да вогнетрывалых матэрыялаў для электрадугавых печаў:
(1) Вогнетрываласць павінна быць высокай. Тэмпература дугі перавышае 4000°C, а тэмпература выплаўкі сталі складае 1500~1750°C, часам дасягаючы 2000°C, таму вогнетрывалыя матэрыялы павінны мець высокую вогнетрываласць.
(2) Тэмпература размякчэння пад нагрузкай павінна быць высокай. Электрапеч працуе ва ўмовах высокай тэмпературы і нагрузкі, і корпус печы павінен супрацьстаяць эрозіі расплаўленай сталі, таму вогнетрывалы матэрыял павінен мець высокую тэмпературу размякчэння пад нагрузкай.
(3) Трываласць на сціск павінна быць высокай. На футроўку электрапечы ўплываюць уздзеянне шихты падчас зарадкі, статычны ціск расплаўленай сталі падчас плаўкі, эрозія патоку сталі падчас выпуску і механічная вібрацыя падчас працы. Таму вогнетрывалы матэрыял павінен мець высокую трываласць на сціск.
(4) Цеплаправоднасць павінна быць малой. Каб паменшыць страты цяпла ў электрычнай печы і знізіць спажыванне энергіі, вогнетрывалы матэрыял павінен мець нізкую цеплаправоднасць, гэта значыць каэфіцыент цеплаправоднасці павінен быць малым.
(5) Тэрмічная стабільнасць павінна быць добрай. На працягу некалькіх хвілін ад выпуску да загрузкі ў электрычнай сталеплавільнай печы тэмпература рэзка падае з прыкладна 1600°C да ніжэй за 900°C, таму вогнетрывалыя матэрыялы павінны мець добрую тэрмічную стабільнасць.
(6) Высокая каразійная ўстойлівасць. Падчас працэсу вытворчасці сталі шлак, печны газ і расплаўленая сталь аказваюць моцнае хімічнае эрозійнае ўздзеянне на вогнетрывалыя матэрыялы, таму вогнетрывалыя матэрыялы павінны мець добрую каразійную ўстойлівасць.
Выбар вогнетрывалых матэрыялаў для бакавых сценак
Цагліны MgO-C звычайна выкарыстоўваюцца для будаўніцтва бакавых сценак электрычных печаў без сценак з вадзяным астуджэннем. Гарачыя кропкі і шлакаправоды маюць найбольш цяжкія ўмовы эксплуатацыі. Яны не толькі моцна падвяргаюцца карозіі і размыванню ад расплаўленай сталі і шлаку, а таксама моцнаму механічнаму ўздзеянню пры даданні лому, але і падвяргаюцца цеплавому выпраменьванню ад дугі. Таму гэтыя дэталі вырабляюцца з цаглінаў MgO-C з выдатнымі характарыстыкамі.
Для бакавых сценак электрычных печаў з вадзяным астуджэннем сценкамі з-за выкарыстання тэхналогіі вадзянога астуджэння павялічваецца цеплавая нагрузка і ўмовы эксплуатацыі становяцца больш жорсткімі. Таму варта выбіраць цэглу MgO-C з добрай шлакаўстойлівасцю, цеплавой стабільнасцю і высокай цеплаправоднасцю. Утрыманне вугляроду ў іх складае 10%~20%.
Вогнетрывалыя матэрыялы для бакавых сценак электрапечаў звышмагутнасці
Бакавыя сценкі звышмагутных электрычных печаў (печаў UHP) у асноўным вырабляюцца з цэглы MgO-C, а зоны гарачых кропак і зоны шлакаадводу — з цэглы MgO-C з выдатнымі характарыстыкамі (напрыклад, з цэглы MgO-C з поўнай вугляроднай матрыцай). Гэта значна павялічвае тэрмін службы.
Нягледзячы на тое, што нагрузка на сценкі печы была зніжана дзякуючы ўдасканаленню метадаў працы электрычных печаў, вогнетрывалым матэрыялам усё яшчэ цяжка падоўжыць тэрмін службы гарачых кропак пры працы ва ўмовах плаўлення ў печы звышвысокага ціску. Таму была распрацавана і ўжыта тэхналогія вадзянога астуджэння. Для электрычных печаў, якія выкарыстоўваюць адводку EBT, плошча вадзянога астуджэння дасягае 70%, што значна зніжае выкарыстанне вогнетрывалых матэрыялаў. Сучасная тэхналогія вадзянога астуджэння патрабуе цэглы MgO-C з добрай цеплаправоднасцю. Для будаўніцтва бакавых сценак электрычнай печы выкарыстоўваюцца асфальт, магнезіевая цэгла са смалой і цэгла MgO-C (утрыманне вугляроду 5%-25%). Ва ўмовах моцнага акіслення дадаюць антыаксіданты.
Для найбольш пашкоджаных акісляльна-аднаўленчых рэакцый участкаў гарачых кропак выкарыстоўваецца цэгла MgO-C з буйным крышталічным плаўленым магнезітам у якасці сыравіны, утрыманнем вугляроду больш за 20% і поўнай вугляроднай матрыцай.
Найноўшая распрацоўка цэглы MgO-C для электрычных печаў UHP заключаецца ў выкарыстанні высокатэмпературнага абпалу з наступнай прапіткай асфальтам для атрымання так званай цэглы MgO-C, прапітканай абпаленым асфальтам. Як відаць з Табліцы 2, у параўнанні з непрапіткай цэглай, рэшткавае ўтрыманне вугляроду ў абпаленай цэгле MgO-C пасля прапіткання асфальтам і рэкарбанізацыі павялічваецца прыкладна на 1%, парыстасць памяншаецца на 1%, а трываласць на выгіб пры высокай тэмпературы і ўстойлівасць да ціску значна паляпшаюцца, таму яна мае высокую даўгавечнасць.
Магніевыя вогнетрывалыя матэрыялы для бакавых сценак электрычных печаў
Футэркі электрычных печаў падзяляюцца на шчолачныя і кіслотныя. У першых у якасці футроўкі печы выкарыстоўваюцца шчолачныя вогнетрывалыя матэрыялы (напрыклад, магнезія і вогнетрывалыя матэрыялы MgO-CaO), а ў другіх для будаўніцтва футроўкі печы выкарыстоўваецца крэмніевая цэгла, кварцавы пясок, белы шлам і г.д.
Заўвага: Для матэрыялаў футроўкі печаў у шчолачных электрапечах выкарыстоўваюцца шчолачныя вогнетрывалыя матэрыялы, а ў кіслотных электрапечах — кіслыя вогнетрывалыя матэрыялы.
Час публікацыі: 12 кастрычніка 2023 г.
