电弧炉用耐火砖损坏因素及砌筑先容

电弧炉体由炉底、炉坡、炉墙组成，采用耐火砖砌筑，外包钢炉壳，炉盖上有三个电极孔，三个石墨电极插入炉内。

 

电弧炉盖损坏的主要原因是强热冲击、高温粉尘腐蚀、低熔点高氧化铁粉尘腐蚀、液相烧结层与非烧结层之间的热应力、熔融腐蚀和热强调。
电弧炉衬里的耐火材料通常处于高温状态。熔渣侵蚀和急冷热状态，工作条件极其恶劣。在炼钢的熔化和氧化期，炉衬不会因高温而损坏，但在还原期，钢液温度相当高，直接受电弧辐射，容易损坏炉衬。此外，钢装载完成后，炉衬温度突然下降，装载完成后开始送电，温度逐渐升高。这种急、冷、热的温度变化往往是炉衬剥落的直接原因。

炉渣对炉衬的侵蚀决定了其组成和流动性。渣中SiO2含量越高，碱性炉衬侵蚀越严重。除SiO2外，渣中Al2O3.Fe2O3.CaF2等也会侵蚀炉衬。炉渣的流动性也会影响炉衬。渣稀对炉衬有严重的冲刷作用，反射电弧能力强，会增加炉衬耐火材料的热负荷；渣厚使熔池难以加热，物化反应条件恶化，延长炉衬高温作用时间(即冶炼时间)。这些都会加速炉衬的损坏。

在许多情况下，炉衬的损坏是由机械力的冲击引起的，如布料不合理。炉底没有小废钢保护。装料罐太高了。在这种情况下，炉底可能会被大型废钢砸成坑。炉盖升降。炉体打开。倾斜炉钢引起的机械振动也是损坏炉衬的原因。此外，炉料比例不当，冶炼操作不正确，如高温氧气流股直接接触炉衬，会损坏炉衬。

因此，砌筑电弧炉的耐火材料应具有较高的耐火性和荷载软化点。良好的热稳定性和耐渣性，足够的高温机械强度和低导热性。硅砖一般用于砌筑酸性电弧炉，镁砖用于碱性电弧炉，但高铝砖多用于炉顶。硅砖炉顶很少使用。

 

电弧炉顶部一般采用高铝砖砌筑，Al2O3含量在75%~85%之间。与硅砖相比，高铝砖具有耐火性高、耐热性好、耐渣性好、耐压强度高等特点。由于其良好的耐热性、抗震性和结构完整性，不需要制作异形砖。一般用于小炉盖的中心和电极孔周围。

由于我国土矿资源丰富，高铝砖已成为电炉顶部的主要耐火材料，其使用寿命约为硅砖炉顶部的2~3倍。随着大型超高功率电炉的发展，高铝砖的使用寿命降低，导致烧焦或不烧焦镁砖、镁铬砖等碱性砖的进一步使用。由于砖的高温强度低，重量大，为了避免炉顶因变形而下沉，一般采用悬挂结构。在一些超高功率电炉的顶部，高温强度直接与碱性砖结合，可以克服一般碱性砖由于膨胀系数大，吸取渣形成变质层，结构裂纹或热裂纹造成的严重剥落，使用寿命高达300炉。
早些时候，烧结的高铝砖用于小型电弧炉盖，但使用寿命不长。近年来，开发了未燃烧的高铝砖和高铝预制块，显著延长了电弧炉盖的使用寿命。
大功率和超大功率电弧炉炼钢比例越来越大，钢冶炼速度越来越快。因此，电弧炉盖受到更强的热辐射、热冲击和粉尘腐蚀。因此，烧制的高铝砖可以满足生产要求。炉盖三角形由刚玉浇注料、铬铝浇注料、刚玉氧化镁浇注料和预制块组成。三角形周围采用烧结高铝砖，未烧制高铝砖、镁砖、镁铬砖。

影响炉盖使用寿命的因素
1.电弧炉的功率。随着超高功率电弧炉的应用，电弧强度和热辐射强度增加，炉盖受到强烈的热冲击和烧结收缩，飞扬的灰尘增加，炉盖腐蚀严重。
2.炉盖水冷区。为了延长炉盖的使用寿命，水冷区越来越大。电极周围区域不易水冷，应采用优质耐火产品。
3.电极水冷却。向电极喷水可显著降低电极消耗和三角耐火材料的使用寿命。
4.工作。电弧炉盖的开启和关闭时间将极大地影响使用寿命。同时，冶炼温度、熔炼时间、吹氧强度对炉盖寿命有很大影响。

电弧炉各部分常用耐火砖如下
（1）炉盖。在熔化和精炼过程中，炉盖的温度非常高。出钢时，炉盖移除后，马上处于室温下，温度突然变化，热应力大。熔化和精炼也受到炉渣和粉尘飞溅和气氛变化的影响。
过去，电炉炉盖主要采用硅砖砌筑，但由于耐火性低、耐热冲击性差、渣蚀熔滴、剥落损坏，使用寿命短。目前一般采用性能优良的高铝砖和高铝不定形耐火材料，使用寿命比硅砖高2-3倍。在大型超高功率电炉中，由于工作条件较差，烧制或不烧碱性砖，但由于耐火砖高温强度低，重量大，主要是悬挂结构。直接组合的镁砖和镁铬砖优于普通镁砖和镁铬砖，可以大大减少结构开裂和热开裂造成的剥落损坏。

(2)炉墙。电弧炉的炉墙靠近电弧和熔池，受高温热辐射。炉渣和钢水飞溅比炉盖更严重。炉内气氛和温度变化很大，同时受到废钢的冲击和熔体的侵蚀。炉墙受到各种功能的综合影响，容易损坏。局部熔化经常发生在电极附近的热点部位，这里炉墙损坏更严重。
根据电炉熔化工艺的特点。热工制度和炉渣的性质，几乎所有的炉壁都使用碱性耐火砖。在一般的炉墙部分，大多数镁砖和镁铬砖。除了使用燃烧产品和燃烧砖和非燃烧砖外，使用非燃烧砖的效果也很好。国内小型电炉主要采用焦油沥青结合白云石砖和焦油浸渍烧成白云石砖，焦油沥青结合镁和白云石捣碎材料捣碎。渣线区域是电弧炉的薄弱环节，大多数采用直接结合的镁砖和镁铬砖。在大型电炉中，采用熔铸镁铬砖或电熔再结合镁砖。镁铬砖或镁碳砖或碳砖。这些耐火砖作为热点部位的炉衬材料，使用寿命提高了2倍以上。

(3)炉底。炉底和堤坡形成熔池，是装载和装载钢水的部分，与钢水和熔液层直接接触。有些电炉还向钢水吹氧、造渣、精炼。因此，炉底被钢液和熔渣侵蚀，渣线附近严重腐蚀。炉底与熔渣和氧化铁反应后形成变质层。除了熔蚀、渣蚀和结构裂缝外，钢水经常渗入炉底，使炉底起层漂浮。同时，炉底还应承受高温、废钢冲击和温度变化的影响。因此，炉底经常局部损坏，应及时修复，以保持正常生产。

预制块炉盖的使用寿命明显长于砖炉盖，优势明显，使用效果非常好。该厂是一家旧的电炉炼钢厂，有十多个电炉，使用了不同的材料。不同的砌体方法。通过近年来在各钢厂间的广泛推广，预制块砌筑的电炉盖使用寿命非常高。虽然钢厂只是一个代表，但钢厂的条件不同，使用寿命不同，但延长寿命的规律与钢厂一致，结果是高铝电炉盖预制块使用寿命长，长达到620炉。

采用高铝电弧炉预制块炉盖的优点
(1)整体电炉盖预制块采用预制块组装砌筑的方式设计制作，砌筑方便，效率高，完整性好。
(2)以高铝原料为主，制作密度高、抗热震性强、耐腐蚀性好的高铝电炉盖预制块，可大大提高炉盖的使用寿命。

电弧炉槽出钢槽的砌筑方法
(1)砌砖出钢槽。锆砖辅以耐钢水冲刷的氧化硅砌筑，对钢水的粘附、冲刷和熔渣侵蚀具有良好的耐腐蚀性。
钢槽的质量对钢液的二次氧化、钢液的冷却和钢的内部质量有严重影响。目前，钢槽有三种砌体方法：
1)工作层采用与钢槽形状相似的异形耐火砖砌筑，底部及周围用卤水镁砂填充。
2)工作层用粘土砖砌筑，底部及周围用卤水镁砂填充。
3)直接形成耐火混凝土。
钢槽的工作面应平整、牢固、密缝，以保证钢的顺利进行。
（2）预制钢槽。采用预制大块砌筑，有利于延长钢槽的使用寿命，减少施工时间，可机械吊装，安装后使用。
预制钢槽的浇注料以氧化铝为骨料，碳化硅和鳞片石墨为主要原料，加入特殊的超细粉和分散剂。钢槽采用低水泥浇注料。铝碳预制块，使用寿命约120炉。
（3）整个钢槽。钢槽一般采用不定形耐火材料制成，完整性好，使用寿命高，成本低。所用材料包括酚醛树脂作为粘的捣碎料或非水泥粘结剂的振动浇筑料，一般可现场配置施工。
(4)出钢口砌筑。炉体出钢口的砌筑通常是出钢口下部为矩形，上部为半圆形。这个口的砌筑尺寸通常由炉子的大小决定，但无论炉子的大小，出钢时间都差不多。所以大炉的开口比较大，小炉的开口比较小。一般取150≤R≤250，R≥H≥0.5R。
对于出钢口炉体下部炉衬坡度Q，对于新炉衬，通常需要Q≤35°，以确保炉底消耗后，炉体倾斜到最大角度前所有钢液已耗尽。
(5)其他部位的砌筑。炉底与炉体等部位的砌筑与偏心底炉衬相同。