ข้อกำหนดสำหรับวัสดุทนไฟสำหรับเตาเผาอาร์กไฟฟ้าและการเลือกวัสดุทนไฟสำหรับผนังด้านข้าง!

ข้อกำหนดทั่วไปสำหรับวัสดุทนไฟสำหรับเตาเผาอาร์กไฟฟ้ามีดังนี้:

(1) ควรมีความทนทานต่อความร้อนสูง อุณหภูมิอาร์กสูงกว่า 4,000°C และอุณหภูมิในการผลิตเหล็กอยู่ที่ 1,500-1,750°C บางครั้งอาจสูงถึง 2,000°C ดังนั้นวัสดุทนไฟจึงจำเป็นต้องมีความทนทานต่อความร้อนสูง

(2) อุณหภูมิอ่อนตัวภายใต้ภาระควรสูง เตาไฟฟ้าทำงานภายใต้ภาระอุณหภูมิสูง และตัวเตาต้องทนต่อการกัดกร่อนของเหล็กหลอมเหลว ดังนั้นวัสดุทนไฟจึงจำเป็นต้องมีอุณหภูมิอ่อนตัวภายใต้ภาระสูง

(3) ความแข็งแรงของแรงอัดควรสูง วัสดุบุผิวเตาไฟฟ้าได้รับผลกระทบจากแรงกระแทกของประจุไฟฟ้าระหว่างการอัดประจุไฟฟ้า แรงดันสถิตของเหล็กหลอมเหลวระหว่างการถลุง การกัดกร่อนของการไหลของเหล็กระหว่างการต๊าป และการสั่นสะเทือนทางกลระหว่างการทำงาน ดังนั้น วัสดุทนไฟจึงจำเป็นต้องมีความแข็งแรงของแรงอัดสูง

(4) ค่าการนำความร้อนควรต่ำ เพื่อลดการสูญเสียความร้อนของเตาไฟฟ้าและลดการใช้พลังงาน วัสดุทนไฟจำเป็นต้องมีค่าการนำความร้อนต่ำ กล่าวคือ ค่าสัมประสิทธิ์การนำความร้อนควรต่ำ

(5) เสถียรภาพทางความร้อนควรอยู่ในระดับที่ดี ภายในไม่กี่นาทีตั้งแต่การแตะไปจนถึงการชาร์จในเตาหลอมไฟฟ้า อุณหภูมิจะลดลงอย่างรวดเร็วจากประมาณ 1,600°C เหลือต่ำกว่า 900°C ดังนั้นวัสดุทนไฟจึงจำเป็นต้องมีเสถียรภาพทางความร้อนที่ดี

(6) ทนทานต่อการกัดกร่อนสูง ในกระบวนการผลิตเหล็กกล้า ตะกรัน ก๊าซเตาเผา และเหล็กหลอมเหลว ล้วนมีผลต่อการกัดกร่อนทางเคมีอย่างรุนแรงต่อวัสดุทนไฟ ดังนั้นวัสดุทนไฟจึงจำเป็นต้องมีความทนทานต่อการกัดกร่อนที่ดี

การเลือกใช้วัสดุทนไฟสำหรับผนังด้านข้าง

อิฐ MgO-C มักใช้สร้างผนังด้านข้างของเตาไฟฟ้าที่ไม่มีผนังระบายความร้อนด้วยน้ำ จุดร้อนและแนวตะกรันมีสภาพการใช้งานที่รุนแรงที่สุด ไม่เพียงแต่ถูกกัดกร่อนอย่างรุนแรงจากเหล็กหลอมเหลวและตะกรันเท่านั้น แต่ยังได้รับผลกระทบทางกลอย่างรุนแรงเมื่อเติมเศษเหล็กลงไปด้วย แต่ยังได้รับรังสีความร้อนจากอาร์กอีกด้วย ดังนั้น ชิ้นส่วนเหล่านี้จึงถูกสร้างขึ้นด้วยอิฐ MgO-C ที่มีประสิทธิภาพดีเยี่ยม

สำหรับผนังด้านข้างของเตาไฟฟ้าแบบผนังระบายความร้อนด้วยน้ำ การใช้เทคโนโลยีระบายความร้อนด้วยน้ำทำให้ภาระความร้อนเพิ่มขึ้นและมีสภาวะการใช้งานที่เข้มงวดมากขึ้น ดังนั้น ควรเลือกอิฐ MgO-C ที่มีคุณสมบัติต้านทานตะกรันได้ดี ทนต่อการแตกตัวของความร้อน และมีค่าการนำความร้อนสูง โดยมีปริมาณคาร์บอนอยู่ระหว่าง 10%-20%

วัสดุทนไฟสำหรับผนังด้านข้างของเตาไฟฟ้ากำลังสูงพิเศษ

ผนังด้านข้างของเตาเผาไฟฟ้ากำลังสูงพิเศษ (เตาเผา UHP) ส่วนใหญ่สร้างด้วยอิฐ MgO-C ส่วนจุดร้อนและพื้นที่แนวตะกรันสร้างด้วยอิฐ MgO-C ที่มีประสิทธิภาพดีเยี่ยม (เช่น อิฐ MgO-C เมทริกซ์คาร์บอนเต็ม) ช่วยยืดอายุการใช้งานได้อย่างมาก

แม้ว่าภาระของผนังเตาจะลดลงเนื่องจากการปรับปรุงวิธีการทำงานของเตาไฟฟ้า แต่วัสดุทนไฟยังคงยืดอายุการใช้งานของจุดร้อนได้ยากเมื่อทำงานภายใต้สภาวะการถลุงด้วยเตา UHP ดังนั้น จึงได้มีการพัฒนาและนำเทคโนโลยีระบายความร้อนด้วยน้ำมาใช้ สำหรับเตาไฟฟ้าที่ใช้ EBT tapping พื้นที่ระบายความร้อนด้วยน้ำสูงถึง 70% จึงช่วยลดการใช้วัสดุทนไฟได้อย่างมาก เทคโนโลยีระบายความร้อนด้วยน้ำสมัยใหม่ต้องการอิฐ MgO-C ที่มีคุณสมบัติการนำความร้อนที่ดี ผนังด้านข้างของเตาไฟฟ้าใช้แอสฟัลต์ อิฐแมกนีเซียมที่ยึดด้วยเรซิน และอิฐ MgO-C (ปริมาณคาร์บอน 5%-25%) ในการสร้างผนังด้านข้างของเตาไฟฟ้า ภายใต้สภาวะออกซิเดชันที่รุนแรง จะมีการเติมสารต้านอนุมูลอิสระ

สำหรับพื้นที่จุดความร้อนที่ได้รับความเสียหายรุนแรงที่สุดจากปฏิกิริยารีดอกซ์ จะใช้อิฐ MgO-C ที่มีแมกนีไซต์หลอมรวมผลึกขนาดใหญ่เป็นวัตถุดิบ มีปริมาณคาร์บอนมากกว่า 20% และเมทริกซ์คาร์บอนเต็มรูปแบบในการก่อสร้าง

การพัฒนาล่าสุดของอิฐ MgO-C สำหรับเตาไฟฟ้า UHP คือการใช้การเผาที่อุณหภูมิสูงแล้วชุบด้วยยางมะตอยเพื่อผลิตอิฐ MgO-C ชุบยางมะตอยแบบเผา ดังแสดงในตารางที่ 2 เมื่อเปรียบเทียบกับอิฐที่ไม่ได้ชุบ ปริมาณคาร์บอนตกค้างของอิฐ MgO-C เผาหลังจากการชุบยางมะตอยและการนำคาร์บอนกลับมาใช้ใหม่จะเพิ่มขึ้นประมาณ 1% ความพรุนลดลง 1% และความแข็งแรงดัดและความต้านทานแรงดันที่อุณหภูมิสูงก็เพิ่มขึ้นอย่างมาก จึงมีความทนทานสูง

วัสดุทนไฟแมกนีเซียมสำหรับผนังด้านข้างเตาไฟฟ้า

วัสดุบุผิวเตาไฟฟ้าแบ่งออกเป็นวัสดุที่มีฤทธิ์เป็นด่างและกรด วัสดุที่มีฤทธิ์เป็นกรดจะใช้วัสดุทนไฟที่มีฤทธิ์เป็นด่าง (เช่น แมกนีเซียมและวัสดุทนไฟ MgO-CaO) เป็นวัสดุบุผิวเตา ส่วนวัสดุที่มีฤทธิ์เป็นกรดจะใช้อิฐซิลิกา ทรายควอตซ์ โคลนขาว ฯลฯ เพื่อสร้างวัสดุบุผิวเตา

หมายเหตุ: สำหรับวัสดุบุเตาเผา เตาไฟฟ้าที่มีฤทธิ์เป็นด่างจะใช้วัสดุทนไฟที่มีฤทธิ์เป็นด่าง ส่วนเตาไฟฟ้าที่มีฤทธิ์เป็นกรดจะใช้วัสดุทนไฟที่มีฤทธิ์เป็นกรด