ข้อกำหนดสำหรับวัสดุทนไฟสำหรับเตาหลอมไฟฟ้าแบบอาร์ค และการเลือกใช้วัสดุทนไฟสำหรับผนังด้านข้าง!

ข้อกำหนดทั่วไปสำหรับวัสดุทนไฟสำหรับเตาหลอมไฟฟ้าแบบอาร์คมีดังนี้:

(1) วัสดุทนไฟควรมีค่าความทนไฟสูง อุณหภูมิอาร์คสูงกว่า 4000°C และอุณหภูมิการผลิตเหล็กอยู่ที่ 1500~1750°C บางครั้งสูงถึง 2000°C ดังนั้นวัสดุทนไฟจึงต้องมีค่าความทนไฟสูง

(2) อุณหภูมิอ่อนตัวภายใต้ภาระควรสูง เตาไฟฟ้าทำงานภายใต้สภาวะภาระอุณหภูมิสูง และตัวเตาต้องทนต่อการกัดกร่อนของเหล็กหลอมเหลว ดังนั้นวัสดุทนไฟจึงต้องมีอุณหภูมิอ่อนตัวภายใต้ภาระสูง

(3) ความแข็งแรงในการรับแรงอัดควรสูง วัสดุบุผนังเตาไฟฟ้าได้รับผลกระทบจากแรงกระแทกของวัสดุระหว่างการเติม แรงดันสถิตของเหล็กหลอมเหลวระหว่างการหลอม การกัดเซาะของเหล็กไหลระหว่างการเท และการสั่นสะเทือนทางกลระหว่างการทำงาน ดังนั้น วัสดุทนไฟจึงต้องมีความแข็งแรงในการรับแรงอัดสูง

(4) ค่าการนำความร้อนควรมีขนาดเล็ก เพื่อลดการสูญเสียความร้อนของเตาไฟฟ้าและลดการใช้พลังงาน วัสดุทนไฟจำเป็นต้องมีค่าการนำความร้อนต่ำ กล่าวคือ ค่าสัมประสิทธิ์การนำความร้อนควรมีขนาดเล็ก

(5) ความเสถียรทางความร้อนควรดี ภายในไม่กี่นาทีตั้งแต่การเทจนถึงการเติมในเตาหลอมเหล็กไฟฟ้า อุณหภูมิจะลดลงอย่างรวดเร็วจากประมาณ 1600°C เหลือต่ำกว่า 900°C ดังนั้นวัสดุทนไฟจึงต้องมีความเสถียรทางความร้อนที่ดี

(6) ความต้านทานการกัดกร่อนสูง ในระหว่างกระบวนการผลิตเหล็ก ตะกรัน ก๊าซเตาหลอม และเหล็กหลอมเหลวล้วนมีผลกัดกร่อนทางเคมีอย่างรุนแรงต่อวัสดุทนไฟ ดังนั้นวัสดุทนไฟจึงต้องมีความต้านทานการกัดกร่อนที่ดี

การเลือกใช้วัสดุทนไฟสำหรับผนังด้านข้าง

อิฐ MgO-C มักใช้ในการสร้างผนังด้านข้างของเตาหลอมไฟฟ้าที่ไม่มีผนังระบายความร้อนด้วยน้ำ บริเวณที่มีความร้อนสูงและแนวตะกรันจะมีสภาพการใช้งานที่รุนแรงที่สุด ไม่เพียงแต่จะถูกกัดกร่อนและสึกกร่อนอย่างรุนแรงจากเหล็กหลอมเหลวและตะกรันเท่านั้น แต่ยังได้รับแรงกระแทกทางกลอย่างรุนแรงเมื่อมีการเติมเศษเหล็ก และยังได้รับผลกระทบจากรังสีความร้อนจากประกายไฟอีกด้วย ดังนั้น ชิ้นส่วนเหล่านี้จึงถูกสร้างขึ้นด้วยอิฐ MgO-C ที่มีประสิทธิภาพยอดเยี่ยม

สำหรับผนังด้านข้างของเตาไฟฟ้าที่มีระบบระบายความร้อนด้วยน้ำ เนื่องจากเทคโนโลยีการระบายความร้อนด้วยน้ำทำให้ภาระความร้อนเพิ่มขึ้นและเงื่อนไขการใช้งานเข้มงวดมากขึ้น ดังนั้นจึงควรเลือกใช้อิฐ MgO-C ที่มีคุณสมบัติทนต่อตะกรันได้ดี มีเสถียรภาพต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างฉับพลัน และมีค่าการนำความร้อนสูง โดยมีปริมาณคาร์บอนอยู่ที่ 10%~20%

วัสดุทนไฟสำหรับผนังด้านข้างของเตาไฟฟ้ากำลังสูงพิเศษ

ผนังด้านข้างของเตาหลอมไฟฟ้ากำลังสูงพิเศษ (เตาหลอม UHP) ส่วนใหญ่สร้างด้วยอิฐ MgO-C และบริเวณจุดร้อนและแนวตะกรันจะสร้างด้วยอิฐ MgO-C ที่มีประสิทธิภาพดีเยี่ยม (เช่น อิฐ MgO-C ที่มีเมทริกซ์คาร์บอนเต็มรูปแบบ) ซึ่งช่วยยืดอายุการใช้งานได้อย่างมาก

แม้ว่าภาระของผนังเตาหลอมจะลดลงเนื่องจากการปรับปรุงวิธีการทำงานของเตาหลอมไฟฟ้า แต่ก็ยังคงเป็นเรื่องยากสำหรับวัสดุทนไฟที่จะยืดอายุการใช้งานของจุดร้อนเมื่อใช้งานภายใต้สภาวะการหลอมในเตาหลอมแรงดันสูงพิเศษ ดังนั้นจึงมีการพัฒนาและนำเทคโนโลยีการระบายความร้อนด้วยน้ำมาใช้ สำหรับเตาหลอมไฟฟ้าที่ใช้การเทโลหะแบบ EBT พื้นที่ระบายความร้อนด้วยน้ำจะสูงถึง 70% ซึ่งช่วยลดการใช้วัสดุทนไฟได้อย่างมาก เทคโนโลยีการระบายความร้อนด้วยน้ำที่ทันสมัยต้องการอิฐ MgO-C ที่มีค่าการนำความร้อนที่ดี อิฐแอสฟัลต์ อิฐแมกนีเซียที่ยึดด้วยเรซิน และอิฐ MgO-C (ปริมาณคาร์บอน 5%-25%) ถูกนำมาใช้ในการสร้างผนังด้านข้างของเตาหลอมไฟฟ้า ภายใต้สภาวะออกซิเดชันที่รุนแรง จะมีการเติมสารต้านอนุมูลอิสระ

สำหรับพื้นที่ที่มีความเสี่ยงสูงซึ่งได้รับความเสียหายอย่างรุนแรงจากปฏิกิริยาออกซิเดชัน-รีดักชัน จะใช้อิฐ MgO-C ที่มีแมกนีไซต์หลอมเหลวผลึกขนาดใหญ่เป็นวัตถุดิบ มีปริมาณคาร์บอนมากกว่า 20% และมีเมทริกซ์คาร์บอนเต็มรูปแบบในการก่อสร้าง

การพัฒนาล่าสุดของอิฐ MgO-C สำหรับเตาไฟฟ้า UHP คือการใช้การเผาที่อุณหภูมิสูงแล้วอัดด้วยแอสฟัลต์เพื่อผลิตอิฐ MgO-C ที่เรียกว่าอิฐ MgO-C อัดแอสฟัลต์เผา จากตารางที่ 2 จะเห็นได้ว่า เมื่อเปรียบเทียบกับอิฐที่ไม่อัดแอสฟัลต์ ปริมาณคาร์บอนที่เหลืออยู่ของอิฐ MgO-C เผาหลังจากการอัดแอสฟัลต์และการเกิดคาร์บอนใหม่เพิ่มขึ้นประมาณ 1% ความพรุนลดลง 1% และความแข็งแรงดัดงอที่อุณหภูมิสูงและความต้านทานแรงดันได้รับการปรับปรุงอย่างมีนัยสำคัญ ดังนั้นจึงมีความทนทานสูง

วัสดุทนไฟแมกนีเซียมสำหรับผนังด้านข้างเตาไฟฟ้า

วัสดุบุผนังเตาไฟฟ้าแบ่งออกเป็นแบบด่างและแบบกรด แบบด่างใช้วัสดุทนไฟแบบด่าง (เช่น แมกนีเซียและวัสดุทนไฟ MgO-CaO) เป็นวัสดุบุผนังเตา ในขณะที่แบบกรดใช้ อิฐซิลิกา ทรายควอตซ์ ดินขาว ฯลฯ ในการสร้างวัสดุบุผนังเตา

หมายเหตุ: สำหรับวัสดุบุผนังเตา เตาไฟฟ้าแบบด่างจะใช้วัสดุทนไฟที่เป็นด่าง และเตาไฟฟ้าแบบกรดจะใช้วัสดุทนไฟที่เป็นกรด