電爐爐蓋、爐底用耐火材料及爐蓋結構砌筑介紹

電爐爐頂初采用硅磚砌筑，后臺經(jīng)試用高鋁質材料以來，因其耐火度、高溫抗侵蝕性能以及良好的熱震穩(wěn)定性比硅磚益，因此，高鋁質材料在電爐爐頂上被長期使用。

到90年代后，全水冷爐頂技術的廣泛采用，為降低停爐時間，降低工人勞動強度，在電三角區(qū)位置普遍采用以高鋁質或剛玉質并添加有鋼纖維的耐火澆注料整體預制爐蓋。在未采用水冷爐頂?shù)匿搹S其電三角區(qū)仍然采用磷酸鹽(主要是磷酸鋁)結合燒成或不燒高鋁磚砌筑。

電爐頂用高鋁磚與硅磚的比較 

電爐頂高鋁磚是以鋁礬土熟料和少量粘土配合制成Al2O3含量65％以上的、用于電爐頂?shù)哪突鹬破贰?nbsp;

為冶煉某些特殊鋼，初不論是堿性或酸性電爐，爐頂主要使用硅磚。硅磚具有荷重軟化溫度高，質量小，在冶煉溫度下能支持爐頂不塌陷而長期使用。英國早期在小型電爐上曾用過硅線石磚作爐頂，它具有硅磚沒有的某些點，如熱膨脹性均勻，線膨脹系數(shù)小，不需要膨脹縫。因價格是硅磚的3～4倍，故未能擴大使用。 

隨著電爐冶煉技術的進步，吹氧助熔與精煉，冶煉溫度不斷提高，電爐容積日益擴大。硅磚爐蓋出現(xiàn)熔點低，流淌至爐壁影響爐墻壽命及爐渣成分。為調整爐渣成分需要用石灰時，石灰飛塵又加重了硅磚的腐蝕。20世紀60年代開始，美國在煉特殊鋼電爐爐蓋上，對使用的燒成鎂鉻磚或鉻鎂磚、特殊鎂磚及白云石磚進行了試驗，電爐容積大的為100～160t，小的5～8t。在小爐上不斷出現(xiàn)剝落，采用磚縫中夾帶鋼片的方法可以克服砌體剝落，但導致漏電和局部過熱。在大爐上使用，因過重而變形，須增設機械結構架。盡管堿性磚抗渣性于高鋁磚，試驗后未取得理想效果，甚至不比爐頂高鋁磚壽命長，且費用高。 

前蘇聯(lián)因缺乏鋁土礦資源，只有發(fā)展堿性磚爐頂。1970年蘇聯(lián)的電爐鋼比例僅為9．2％，而電弧爐用堿性磚爐頂達95％。使用高鋁電爐頂始于1953年，得天獨厚的天然鋁土礦資源。簡單的制造工藝和低廉的成本，成為普及使用的有利條件，從而取代了硅磚。            

熔煉電爐爐底用耐火材料 

熔煉電爐爐底爐體由耐火磚砌體、鋼結構及基礎墩組成。

爐底與基礎之間由基礎墩支撐，構成架空式結構。

由于熔煉電爐爐底溫度較熔煉反射爐爐底溫度高，為保護爐底，一般都采用架空結構，用自然通風或強制吹風進行冷卻。

耐火磚砌體由爐底、爐墻、爐頂組成。

熔煉電爐爐底結構為磚砌反拱式爐底，反拱磚層數(shù)為2~3層，爐底總厚度一般為1250~1300mm。由下往上依次為爐底鋼板（40mm）、耐火澆注料（95~150mm）、粘土磚（230~300mm）、鎂磚（760mm）。也有不用耐火澆注料，直接砌粘土磚（500mm），其上用鎂磚（760mm）砌成反拱式爐底。        

電爐爐蓋的結構與砌筑 

在電弧爐內(nèi)，電弧功率的2/3是通過爐襯把熱量傳給熔池的。爐蓋對于熔池的加熱比爐壁的作用大得多，熔池中非高溫區(qū)所需的熱量，幾乎完全依靠爐蓋的輻射傳熱供給。

爐蓋的工作條件為惡劣，尤其是電爐還原期爐內(nèi)平靜時，大量的熱能由液面和爐襯反射到爐蓋上，使爐蓋溫度高達1700℃以上。溫度的急劇變化、爐氣、爐渣和煙塵的侵蝕以及機械的振動也都加速對爐蓋磚的破壞。

堿性電弧爐的爐蓋材料一般采用一、二級高鋁磚砌筑，也有采用鋁鎂磚砌筑的。鋁鎂磚的耐火度、荷重軟化溫度和抗FeO渣能力均比高鋁磚高，但導熱性大，熱膨脹系數(shù)大，使爐蓋變形嚴重。鋁鎂磚目前主要用在爐蓋的易損部位(電孔、排煙孔、中心部位)，其余部位仍用高鋁磚構成復合爐蓋。

爐蓋的砌筑是在固定的拱型模子上進行的，砌好后的爐蓋網(wǎng)中心，須與三根電圓的中心相對應。用高鋁磚砌爐蓋一般采用濕砌。磚縫填料由高鋁質火泥、鹵水、凈水調和而成。使磚體間連接緊密，防止氣體通過，避免爐渣滲透。

火泥熟料在泥料中起骨干作用，且防止體積收縮。生料在泥料中起粘結作用，且調整塑性。粒度不宜大，以防擴大磚縫?；鹉嗾{和稀濕劑，用鹵水與凈水混合，其密度為1.2~1.25。密度過大火泥容易發(fā)干，且增大耐火磚縫。密度過小會降低磚縫火泥的耐火度。

爐蓋用鎂磚或鋁鎂磚時宜采用干砌，濕砌會導致磚體在高溫下粉化。

爐蓋磚的砌筑方法，通常采用“人”字型砌法(如圖)，先砌“丁”字梁，接著砌三個電孔，以避免砌電孔時砍磚，再從拱角梁往上砌，三個大框間按人字形砌磚，砌縫≤3mm，每隔7～8塊磚將磚留出一頭，便于打下楔緊，砌完后再從爐蓋面上灌漿。

爐蓋磚也有先在拱角梁上環(huán)磚3～4輪，再砌“丁”字梁，然后從下往上砌，在三個電孔進行收尾工作。爐蓋人字型砌磚，中間帶筋彼此支撐緊密，布置對稱，負荷均勻，結構牢固，具有容易修補、壽命高等點。

耐火磚的選擇，異形磚較標準磚好。耐火磚的外形平整，厚薄均勻，長短一致，不缺棱掉焦，

砌制時磚與磚高低不得相差5mm，耐火泥做到均勻刮抹薄而飽滿，砌縫錯開，逐磚砌制，逐磚敲嚴。砌磚完畢應進行烘烤干燥，以減少溫度變化造成剝落掉塊，烘烤溫度500~660℃保溫待用。

爐蓋的易損部位是三個電孔中央、2號電孔和爐蓋圈拱腳磚附近。提高這些部位壽命的辦法。采用結構合理的水冷密封圈；提高磚中Al2O3含量，減少玻璃相，以提高耐火度和抗渣性，有較均勻的膨脹性，或用瀝青熬煮高鋁磚采用多種磚型以避免歡磚實行吊掛爐頂，每次換爐蓋時應調整電夾頭，使電保持垂直對中位置。

磚砌爐蓋厚度一般在230～350mm之問，大容星爐子(30t爐以上)取上限。

近年來，有采用不燒高鋁磚(用磷酸鹽或樹脂作粘結劑)砌筑爐蓋，由于不燒磚在使用中發(fā)生晶形轉變形成微裂紋，使應力集中產(chǎn)生松弛效應。不燒磚也只有熱面附近產(chǎn)生一薄層局部燒結，是一個不均體，由于微小空洞和微裂紋的存在，減少了磚在加熱過程中的體積膨脹，不易出現(xiàn)熱震剝離現(xiàn)象。因此不燒磚的高溫強度、韌性，抗裂紋源擴展的能力都于整體燒結的耐火磚。使用壽命可大幅度提高。            

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