一種用于煉鋼電弧爐爐壁熱點區(qū)的鎂碳磚的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種耐火材料，特別是設(shè)及一種用于煉鋼電弧爐爐壁熱點區(qū)的儀碳 磚。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著世界鋼鐵生產(chǎn)的發(fā)展，電爐煉鋼的比例不斷提高，目前已占世界鋼產(chǎn)量的30% 左右，尤其W電爐-連鑄-連社為特點的電爐短流程工藝的確立，使電爐鋼得到了很大發(fā) 展，世界上近年來發(fā)展的新型電爐主要有超功率電爐、直流電流、雙殼電爐等，隨著爐外精 煉工藝的發(fā)展，電爐做為初煉爐的功能更加突出，電爐-精煉爐的聯(lián)合操作，使電爐的冶煉 周期大大縮短，有生產(chǎn)節(jié)奏轉(zhuǎn)爐化的趨勢，生產(chǎn)節(jié)奏大大提高。
[0003] 電爐可全部用廢鋼做為金屬原料，可冶煉力學性能和化學成分要求嚴格的鋼，如 特殊工具鋼、航空用鋼和不誘鋼等。
[0004] 電爐按所有爐襯分為酸性和堿性兩種。目前主要用堿性電爐，運種爐襯可W有效 去除鋼中的硫，運是其它煉鋼方法所不能及的。特別是=相煉鋼超高功率電爐冶煉，距離= 相電爐弧光最近的爐壁耐火材料厚度太薄，無法繼續(xù)冶煉，是多數(shù)煉鋼電爐被迫停爐中修 的主要原因。 陽00引一、電弧爐熱源 點狀熱源和=相供電制是爐壁熱點產(chǎn)生的根源。
[0006] 1.點狀熱源，電弧光的福射熱是電弧爐煉鋼的主要熱源?；」鉁囟群芨?，普通 功率電弧爐的電弧溫度波動在4000~800(TK之間。超高功率電爐的電弧溫度波動在 8000~1000(TK之間。由于弧光的熱量很集中，同爐膛體積相比較，占體積很小。因此，常把 電弧近似點當作點狀熱源來考察，也就是當作福射熱源點。
[0007] 根據(jù)福射傳熱定律，爐膛內(nèi)任何一單位面積上所受到的點狀熱源的福射功率與熱 源距離的平方成反比例，與點熱源的福射成正比例。當爐壁受熱部位一定時，那么該部位單 位面積上所得到的電弧福射功率將隨著輸入爐內(nèi)的電弧功率的增加而增大。該部位的表面 溫度越高。
[0008] 爐壁的受熱狀態(tài)同所采用的電源相數(shù)有關(guān)。
[0009] 單相電弧爐由于點狀熱源只有一個，電極布置在爐膛中央。因此，距離烙池水平面 相同高度的爐膛任何一點同電弧中屯、的距離都相等，爐壁受熱表面的溫度相等，單相電弧 爐的爐膛耐火材料在高溫下?lián)p耗的就比較均勻。
[0010] 然而，=相煉鋼電弧爐的爐壁受熱狀態(tài)與單相爐截然不同。=相煉鋼電弧爐=支 電極的分布在直筒形爐膛中有=支電極組成=個點狀熱源，即1#、2#、3#。=支電極端面所 對著的烙池表面形成了烙池的=個高溫區(qū)。由于=支電極在圓形烙池表面上呈等邊=角形 布置，于是在爐膛上就出現(xiàn)了距離=相電弧最近的A、B、C=個點。把運=個點叫爐壁熱點。 熱點所在的區(qū)域叫熱點區(qū)。同樣，把距離S相電弧最遠的D、E、FS點叫爐壁冷點。冷點所 在的區(qū)城中叫冷點區(qū)。爐壁熱點表面和冷點表面分別叫爐壁的熱面和爐壁的冷面。
[0011] 同爐壁冷面相比，爐壁熱面表面溫度高，溫度上升快，溫度的波動幅度大，耐火材 料損耗得越快。因此，=相煉鋼電爐的爐壁熱點便成了維持爐壁處于良好運行狀態(tài)的最薄 弱部位。
[0012] =相煉鋼電弧爐的爐壁任何一點單位面積上所得到的弧光福射功率都是由=個 點狀熱源提供的。
[0013] 二、堿性爐壁的損耗過程 新爐投產(chǎn)后，隨著冶煉爐數(shù)的增加，爐壁厚度逐步減薄。
[0014] 1.新爐壁損耗過程 堿性爐壁由厚變薄的一般過程大致如下： ①爐壁受熱表面軟化 在強弧光福射上，爐壁的熱面溫度較高。當爐壁溫度達到和超過爐壁耐火材料的荷重 軟化點時，一般不小于1500°C在熱面上就會出現(xiàn)一層半烙融狀態(tài)的軟化層。
[0015] ②軟化層變質(zhì) 在一爐鋼的冶煉過程中，軟化層不斷接受來自爐氣、煙塵和烙渣等物質(zhì)。其中既含有像Si〇2、P2〇3等酸性氧化物，又含有化0、化2〇3等堿性氧化物。
[0016] 傳統(tǒng)的儀碳磚設(shè)計，WMgO為基體的普通電烙儀砂采用酪醒樹脂做結(jié)合劑爐壁儀 碳磚軟化層一經(jīng)同酸性氧化物接觸，便發(fā)生了化學反應(yīng)。結(jié)果，軟化層變成了娃酸鹽變質(zhì) 層。
[0017] 與此同時，渣中的Si〇2,FeO等氧化物還生成了經(jīng)由軟化層向基體層擴散，滲透的 現(xiàn)象。
[0018] 渣中的FeO不僅能降低爐壁熱面烙點，而且還對樹脂結(jié)合的爐壁儀碳磚起著脫碳 作用。其反應(yīng)如下：（化〇)+C固=(C0)t+Fe 脫碳結(jié)果，將使爐壁表面孔隙度增加，給烙渣的擴散和滲透作用創(chuàng)造了好的條件。
[0019] 基于上述過程，爐壁軟化層變質(zhì)，烙點下降。渣中的Si〇2、FeO、Fe2〇3等氧化物與爐 壁的化0、MgO作用，生成了低烙點共晶或化合物。具體烙點見下表：表1二元系物質(zhì)烙點
[0020] 而變質(zhì)層中的諸如化0.Si〇2、CaO.化2〇3、CaO. 2Fe0等低烙點化合物和低烙點共 晶物在該溫度下將多被烙化而落入烙池中。F.剝離脫落是爐壁變質(zhì)層脫落的另一種表面。 上爐出完鋼，爐壁溫度驟降，爐壁內(nèi)層發(fā)生拉應(yīng)力。產(chǎn)生縱向和橫向裂紋。電爐停爐冷卻后， 可明顯見到爐壁表面的裂紋。爐壁急驟升溫時，爐壁表、里層之間產(chǎn)生切變應(yīng)力，結(jié)果使變 質(zhì)層與基質(zhì)層剝離，脫落。爐役后期，由于爐壁下部靠渣線附近耐火材料被侵蝕的很厲害， 太薄，支持不住其上部較厚的耐火材料，使局部爐壁失去機械穩(wěn)定造成突然巧塌。由于倒塌 面積較大，變質(zhì)層也多被破壞。因此，有時也不得不被迫停爐中修。
[0021] 基于上述儀質(zhì)爐壁的損耗過程，為確保煉鋼電爐的正常生產(chǎn)，爐壁耐火材料應(yīng)當 滿足W下要求。山高耐火度；似高荷重軟化點；樹高耐壓強度；(4)高機械穩(wěn)定性；腳高容積 比重；做低的表面氣孔率；仍良好的抗渣性；佩良好的熱震穩(wěn)定性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0022] 本發(fā)明的目的，是提供一種用于煉鋼電弧爐爐壁熱點區(qū)的儀碳磚，該儀碳磚耐高 溫、耐高壓性能好，表面氣孔率低，抗渣性能好，熱穩(wěn)定性好。
[0023] 采用的技術(shù)方案是： 一種用于煉鋼電弧爐爐壁熱點區(qū)的儀碳磚，主要是由Si〇2、化2〇3、Al2〇3、化0、MgO和C，通過模具壓制成型，其重量配料比為： Si〇2為 4%、化2〇3為 0. 28%、A12〇3為 0. 3%、CaO為 1.68%、MgO為 82. ：M-81. ：34 和C為 11. 4-16. 4%〇
[0024] 本發(fā)明的儀碳磚表面氣孔率為3. 0-3. 5%、體積密封度為3. 0-3. 03g/cm3、耐壓強度 為38. 0-42.OMpa、荷重軟化溫度> 1700°C，耐火溫度> 1800°C，且抗渣性能好，熱穩(wěn)定性能 高，能滿足電弧爐功率水平日益增長的需要。 陽0巧]【具體實施方式】： 實施例一 一種用于煉鋼電弧爐爐壁熱點區(qū)的儀碳磚，是由Si〇2為4%、化2〇3為0. 28%、A12〇3為 0. 3%、CaO為1. 68%、MgO為81和C為12. 74%，混合后通過制磚機制成。 陽0%] 實施例二 一種用于煉鋼電弧爐爐壁熱點區(qū)的儀碳磚，是由Si〇2為4%、化2〇3為0. 28%、A12〇3為 0. 3%、CaO為1. 68%、MgO為81. 34和C為12. 4%，混合后通過制磚機制成。 W27] 實施例S 一種用于煉鋼電弧爐爐壁熱點區(qū)的儀碳磚，是由Si〇2為4%、化2〇3為0. 28%、A12〇3為 0. 3%、CaO為1. 68%、MgO為82. 34和C為11. 4%，混合后通過制磚機制成。
[0028] 上述S個實施例的百分比為重量百分比。
【主權(quán)項】
1. 一種用于煉鋼電弧爐爐壁熱點區(qū)的鎂碳磚，其特征在于：該鎂碳磚主要是由Si02、 ?620331 203』&0、1%0和(：，通過模具壓制成型，其重量配料比為： SiO2S4%、Fe203為 0? 28%、Al203為 0? 3%、CaO為 1. 68%、MgO為 82. 34-81. 34 和C為 11. 4-16. 4%。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于煉鋼電弧爐爐壁熱點區(qū)的鎂碳磚，其特征在于：是 由SiO2S4%、Fe203為 0? 28%、A1 203為 0? 3%、Ca0 為I. 68%、Mg0 為 81 和C為 12. 74%，混合后 通過制磚機制成。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于煉鋼電弧爐爐壁熱點區(qū)的鎂碳磚，其特征在于：是 由SiO2S4%、Fe203為 0? 28%、A1 203為 0? 3%、Ca0 為I. 68%、Mg0 為 81. 34 和C為 12. 4%，混合 后通過制磚機制成。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于煉鋼電弧爐爐壁熱點區(qū)的鎂碳磚，其特征在于：是 由SiO2S4%、Fe203為 0? 28%、A1 203為 0? 3%、Ca0 為I. 68%、Mg0 為 82. 34 和C為 11. 4%，混合 后通過制磚機制成。
【專利摘要】一種用于煉鋼電弧爐爐壁熱點區(qū)的鎂碳磚，主要是由SiO2、Fe2O3、Al2O3、CaO、MgO和C，通過模具壓制成型，其重量配料比為：SiO2為4%、Fe2O3為0.28%、Al2O3為0.3%、CaO為1.68%、MgO為82.34-81.34和C為11.4-16.4%。本發(fā)明的鎂碳磚表面氣孔率為3.0-3.5%、體積密封度為3.0-3.03g/cm3、耐壓強度為38.0-42.0Mpa、荷重軟化溫度＞1700℃，耐火溫度＞1800℃，且抗渣性能好，熱穩(wěn)定性能高，能滿足電弧爐功率水平日益增長的需要。該鎂碳磚耐高溫、耐高壓性能好，表面氣孔率低，抗渣性能好，熱穩(wěn)定性好。<b />
【IPC分類】C04B35/66
【公開號】CN105198452
【申請?zhí)枴緾N201510464298
【發(fā)明人】張玉福
【申請人】丹東播磨耐火材料有限公司
【公開日】2015年12月30日
【申請日】2015年8月3日