1、第五章第五章 电炉系统用耐火材料电炉系统用耐火材料第1页电炉照片电炉炼钢以电能作为主要热源，使用三电炉炼钢以电能作为主要热源，使用三相交流电流或直流电流。炉料和电极间直接相交流电流或直流电流。炉料和电极间直接产生电弧，利用电弧高温熔化炉料，然后加产生电弧，利用电弧高温熔化炉料，然后加入氧化剂、造渣剂、铁合金等以去除夹杂。入氧化剂、造渣剂、铁合金等以去除夹杂。将钢水化学成分和温度调整至规定值后注入将钢水化学成分和温度调整至规定值后注入钢包钢包 .80.80 年代以来，电炉向大型化、超高功率年代以来，电炉向大型化、超高功率化、直流化、连续化和自动化的方向发展，化、直流化、连续化和自动化的方向发展，
2、世界电炉炼钢生产技术得到更迅速的发展。世界电炉炼钢生产技术得到更迅速的发展。电炉的工作原理电炉的工作原理电炉用耐火材料示意图电炉用耐火材料示意图电炉俯视图电炉俯视图5第一节第一节 电炉炉顶用耐火材料电炉炉顶用耐火材料电炉炉顶最初采用电炉炉顶最初采用硅砖砌筑，自硅砖砌筑，自60 60 年代末期开始试年代末期开始试用高用高 铝质材料以来，因其耐火度、高温抗侵蚀性能铝质材料以来，因其耐火度、高温抗侵蚀性能以以 及良好及良好 的热震稳定的热震稳定 性比硅砖优益，因此，高铝质性比硅砖优益，因此，高铝质材材 料料 在电炉炉顶上被长期使用。到在电炉炉顶上被长期使用。到9090年代后，全水年代后，全水冷冷 炉
3、顶技术的广泛采用，为降低停炉时间，炉顶技术的广泛采用，为降低停炉时间，降低工降低工人劳人劳 动强度，在电极三角区位置普遍动强度，在电极三角区位置普遍 采用以高铝质采用以高铝质或或 刚玉质并添加有钢刚玉质并添加有钢 纤维的纤维的 耐火浇注料整体预制炉耐火浇注料整体预制炉盖盖 。在未采用水冷炉顶的钢厂其电极三角区仍然采在未采用水冷炉顶的钢厂其电极三角区仍然采用用 磷酸盐（主要是磷酸铝）结合烧成或不烧磷酸盐（主要是磷酸铝）结合烧成或不烧 高铝砖高铝砖砌筑砌筑 。砖种砖种化学成分化学成分耐火度耐火度显气孔显气孔率率荷荷 重重 软软 化化点温度点温度常常 温温 耐耐 压压 强强度度MPaAl O2 3S
4、iO2TiO2Fe O2 3R O2高铝砖高铝砖8573.681.750.31790151915651590107.9201.4不烧蓝晶不烧蓝晶石石7814.42.141.310.15179019221530155070105烧成红柱烧成红柱石砖石砖54.28/1.74/179014.61620108.5烧成莫来烧成莫来石刚玉砖石刚玉砖73.06/0.69/179019.9171081.7电炉炉顶常用耐火砖性能表牌号牌号PNDLD30DLD33DLD39化学成分化学成分Al O+MgO2 380Al O+Cr O2 3 2 39292体积密度体积密度3g/cm15003h2.83.23.2耐压
5、强度耐压强度MPa15003h308080抗折强度抗折强度MPa15003h51212线变化率线变化率15003h0+1.00+1.00+1.0最高使用温度最高使用温度180018001800濮耐电炉顶性能表濮耐生产的交流电炉顶实物图濮耐生产的交流电炉顶实物图电炉顶损毁机理电电 炉炉炉炉 盖是带有盖是带有 电极电极 孔孔 和和 排烟排烟 孔孔 的的 球面球面 形形结构结构 ，外环部，外环部 分称分称 主炉主炉 盖盖 ，中中 间间 部分称小部分称小 炉盖炉盖（又叫三（又叫三 角区），角区），装装 料料 时时 炉炉 盖可移开。电炉冶盖可移开。电炉冶炼炼 工艺极工艺极 其复其复 杂，三杂，三 角区预
6、制件角区预制件 使用条件非常使用条件非常苛刻苛刻 。主要是。主要是 受到电极弧受到电极弧 光辐射光辐射 、急冷、急冷 急急 热、热、钢水和炉渣的化学侵蚀钢水和炉渣的化学侵蚀 、除、除 尘尘 时时 所形成的高速所形成的高速气气 流流 冲击磨损冲击磨损 以及以及 炉炉 盖结构不合盖结构不合 理等因理等因 素素 的综的综合合 影影 响。响。使用中的电炉顶A 弧光辐射电炉电炉 冶冶 炼炼 时时 电极电极 放放 电电 所所 产生弧产生弧 光光 温度高温度高 达达4000 4000 以以 上上 ，对对 小小 炉炉 盖工盖工 作作 面面 进行剧烈进行剧烈 熔熔 损损 。起起 弧弧 阶段阶段 ，电弧暴露，电弧
7、暴露 在在 炉料炉料 上上 方，距炉顶方，距炉顶 近，近，热热 辐射大，电弧越辐射大，电弧越 长长 ，功率，功率 越越 大，对炉顶大，对炉顶 辐射辐射热热 越越 大，炉顶大，炉顶 损坏越快损坏越快 。一般钢一般钢 厂要求厂要求 在在 起弧起弧时时 采用较采用较 低档送电，低档送电，控控 制制 电弧长电弧长 度；在度；在 穿井过穿井过程程 中中 逐渐逐渐 采用大电压采用大电压 大电流大电流 供供 电，都是电，都是 为为 了保了保护护 炉炉 盖盖 。B 急冷急热电电 弧加弧加 热、热、出出 钢钢 和炉和炉 盖盖 旋转旋转 到到 炉炉 外外 装装 料料 造造成成 急急 冷急冷急 热，热，进而使炉进而
8、使炉 盖盖 产生热产生热 应力造成应力造成 工作工作面面 剥剥 落。落。C 除尘系统抽力除除 尘系尘系 统抽尘所统抽尘所 形形 成的成的 高速高速 气气 流流 对对 炉炉 盖盖 工工作作 面面 的冲击磨损。的冲击磨损。抽力抽力 不不 足足 时时 ，废钢熔化废钢熔化 所产所产生的生的 烟气烟气 和火和火 焰大焰大 部部 分分 从从 电极与电极与 电极孔电极孔 之之 间的间的间间 隙逸出隙逸出 ，气，气 流长时流长时 间间 剧烈冲刷剧烈冲刷 使电极使电极 孔孔 扩孔扩孔严重严重 。在。在 主炉主炉 盖呈盖呈 球形球形 或弧或弧 形结构时，将造成形结构时，将造成小小 炉炉 盖工盖工 作面作面 以弧形
9、侵蚀。为此以弧形侵蚀。为此 ，操作，操作 者应定者应定期期 清理清理 除尘系统除尘系统 烟烟 道内的杂物道内的杂物 ，以，以 免烟免烟 道堵塞道堵塞 ，影响影响 除尘效果除尘效果 。D 化学侵蚀钢水和炉渣钢水和炉渣 喷溅喷溅 至炉至炉 盖工盖工 作作 面面 ，其中其中 某些某些化学成分化学成分 与工与工 作面作面 发生化学发生化学 反反 应应 ，并渗透，并渗透 到工到工作作 面面 内部内部 ，形，形 成变成变 质质 层层 。当当 温度温度 骤变时骤变时 所所 产生产生的热的热 应力应力 促使促使 变质变质 层层 剥落，剥落，进而进而 形成新形成新 的的 工作工作面又面又 遭受遭受 到循到循 环
10、损环损 毁毁 。熔池液面。熔池液面 与小炉与小炉 盖工作盖工作面面 距距 离越离越 高，高，喷溅作用喷溅作用 愈愈 小小 ，化学，化学 侵蚀侵蚀 影响就影响就越越 小小 。高度一般在。高度一般在1.5m1.5m以以 上。上。E 铁水兑入比例铁铁 水水 中中 含含 有有 较较 高高 的的 硅硅 和和 硫硫 ，在在 氧化氧化 气气 氛氛 下下易易 形形 成氧化硅成氧化硅 和少量和少量 的氧化的氧化 硫硫 等等 酸性物酸性物 质质 ，将，将加加 剧对小剧对小 炉盖炉盖 的损的损 毁毁 。铁水。铁水 兑兑 入入 比例越比例越 高，影高，影响越响越 大。大。F 电极喷淋水电极采用喷淋电极采用喷淋水措施不
11、但水措施不但 降低了电极消耗降低了电极消耗 ，而，而且且 造成电极造成电极 孔孔 周围周围 的温度的温度 降低降低 ，从而从而 在在 一一 定定 程程 度度上上 抑抑 制制 了了 高温熔高温熔 损损 。如果如果 未未 采用采用 该措施该措施 将加将加 剧剧 电电极极 孔孔 损毁（主要表现为扩孔）。损毁（主要表现为扩孔）。G 可更换水冷圈的漏水影响可可 更更 换换 水水 冷冷 圈圈 在在 很很 多多 钢钢 厂厂 都都 存存 在在 漏漏 水水 现现 象象 。漏漏 水水 时时 ，水迅速水迅速 被被 气气 化化 并并 随随 烟烟 气抽出气抽出 ，对对 小小 炉炉 盖盖 影响影响 不不 大大 。但但 是
12、是漏漏 水水 严严 重重 时有可时有可 能能 导致导致 钢水钢水 大大 喷喷 或炉或炉 子爆炸事故子爆炸事故 ，为，为 预预防该事防该事 故故 发生，发生，往往提前往往提前 将将 水水 冷冷 圈换下焊圈换下焊 接。接。与与 此此 同同 时时小小 炉炉 盖盖 随随 之之 被被 吊下吊下 。重重 新焊新焊 接接 好好 后后 再再 一起一起 吊吊 上上 使使 用，用，此此时工时工 作作 面面 变变 质质 层遭层遭 受受 到到 严重严重 的的 急急 冷冷 急急 热，将热，将 导致导致 小小 炉炉 盖盖寿命寿命 大大 幅幅 度度 降低降低 。特别特别 是是 一一 个个 小小 炉炉 盖在盖在 使用使用 过
13、程过程 中中 遭遇遭遇水水 冷冷 圈频繁漏圈频繁漏 水、水、频繁焊频繁焊 接后接后 循循 环环 使用使用 遭遭 到的到的 损损 毁尤甚毁尤甚 。有时有时 见见 小小 炉炉 盖在冷盖在冷 却状态下却状态下 开开 裂裂 严重严重 或或 衬衬 体体 较较 薄薄 时时 ，使，使用用 者者 便便 将将 之之 翻掉翻掉 ，人人 为为 地限地限 制制 了了 小小 炉炉 盖盖 的使用的使用 寿寿 命命 。因因此此 ，杜绝杜绝 可可 更换水更换水 冷圈漏冷圈漏 水是钢水是钢 厂的首厂的首 要任务要任务 。水冷预制炉盖H 炉盖结构影响平平 顶顶 结结 构构 炉炉 盖在盖在 自自 重重 作作 用用 下下 ，因因 电
14、电 极极 孔孔 之之间的间的 筋开筋开 裂，裂，在无在无 外外 力力 支撑支撑 的的 条件下易条件下易 造成松造成松动、动、蹋蹋 落落 ，甚甚 至至 3 3 个个 电极电极 孔孔 连成连成 1 1 个个 大大 孔（孔（主要主要由蹋由蹋 落造成）落造成），最终，最终 导致使用者导致使用者 更换炉更换炉 盖盖 。如。如果果 是是 拱顶拱顶 结构结构 ，即，即 使使 有有 裂裂 缝也会缝也会 在炉盖在炉盖 自自 重作重作用用 下下 将裂将裂 缝挤紧，缝挤紧，不不 会会 造成造成 松松 动，可延动，可延 续炉盖续炉盖的的 寿命。寿命。因此因此 ，拱，拱 顶顶 结构的炉盖在使用结构的炉盖在使用 效效 果
15、上果上要要 比比 平顶结构好。平顶结构好。I 造泡沫渣技术水平电电 炉炉 冶冶 炼炼 后后 期期 ，需需 要要 造造 泡泡 沫沫 渣渣 。泡沫泡沫 渣渣 覆覆 盖盖在在 钢水表钢水表 面，将电极弧面，将电极弧 光光 埋住埋住 ，不，不 但提但提 高热高热 效率，效率，而而 且且 弧光弧光 外露较少外露较少 ，对对 小小 炉炉 盖工盖工 作面的熔作面的熔 损作用损作用小小 。造泡沫渣。造泡沫渣 有两种有两种 方方 法法 ，一一 种种 是利用钢水中是利用钢水中 含含有有 较较 多量多量 的碳的碳 ，在，在 氧化氧化 气气 氛下，氛下，可自动可自动 形形 成一成一 氧氧化化 碳碳 穿过穿过 炉渣炉渣
16、 形成形成 泡沫泡沫 渣渣 ；另另 外外 一种方一种方 法法 利用的利用的较较 普遍，普遍，在炉在炉 门口利用门口利用 碳碳 氧氧 枪枪 喷喷 吹碳粉吹碳粉 和氧气和氧气 ，生成生成 一氧化碳一氧化碳 穿过炉渣穿过炉渣 形形 成成 泡沫泡沫 渣，同渣，同 时时 也可也可 以以人工人工 补加补加 碳粉碳粉 造渣。造渣。可可 见见 泡沫渣造的好泡沫渣造的好 坏对小坏对小 炉炉盖盖 的使用的使用 也有也有 一定影响。一定影响。第二节第二节 水冷炉壁水冷炉壁22为为 强强 化化 冶炼，缩短冶炼冶炼，缩短冶炼 时间，提高效时间，提高效 益，许多钢厂采用氧燃益，许多钢厂采用氧燃助助 熔技术。氧燃助熔的喷嘴
17、熔技术。氧燃助熔的喷嘴 ，可安，可安 装在炉装在炉 门、炉壁或炉盖上。主门、炉壁或炉盖上。主要采用氧油、氧煤喷吹要采用氧油、氧煤喷吹 技术。水冷炉技术。水冷炉 壁主要采用铸铁或锅炉壁主要采用铸铁或锅炉钢钢 焊焊 接而成，附设有接而成，附设有 挂渣钉挂渣钉 ，具有良好的，具有良好的 挂渣能力。水冷炉壁通挂渣能力。水冷炉壁通过过 挂挂 渣，可有效避免渣，可有效避免 电弧将之击穿导致漏水。水冷炉壁由若干块电弧将之击穿导致漏水。水冷炉壁由若干块炉炉 壁块组成，与炉壳壁块组成，与炉壳 内侧向内侧向 平齐，平齐，确保每确保每 个炉壁块个炉壁块 可垂直向上吊可垂直向上吊出出 炉炉 壳。使用水冷炉壳。使用水冷
18、炉 壁的好壁的好 处是耐火材料和电极消耗下降，炉料处是耐火材料和电极消耗下降，炉料有有 效效 容积扩大；电炉维修工容积扩大；电炉维修工 作量和作量和 停炉时停炉时 间相应减少，水间相应减少，水 冷内壁冷内壁不不 需修理，作业率提需修理，作业率提 高。高。第三节第三节 电炉侧墙用耐火材料电炉侧墙用耐火材料第23页电炉电炉 侧墙侧墙的结构的结构 一般可一般可 分为保温层和工作层两分为保温层和工作层两个个 部部 分。保温层用石棉板和分。保温层用石棉板和 粘土砖砌筑。电炉侧墙粘土砖砌筑。电炉侧墙的的 寿命主要决定于局部损坏。炉墙下部渣线长时间寿命主要决定于局部损坏。炉墙下部渣线长时间处于处于 高温炉渣
19、的浸泡之中，炉渣的物理渗透高温炉渣的浸泡之中，炉渣的物理渗透 和化学和化学侵蚀侵蚀 都是非常严重的，通过都是非常严重的，通过 流动的熔渣和钢水的冲流动的熔渣和钢水的冲刷刷 ，往往造成深深的往往造成深深的 凹槽，凹槽，导致渣线超前蚀损。此导致渣线超前蚀损。此外外 ，炉墙各部位的温度分布也是不均匀的，炉墙各部位的温度分布也是不均匀的，其中的其中的“热热 点点”区域的温度最高，该处炉衬损毁最快。而区域的温度最高，该处炉衬损毁最快。而且且 ，三个热点部位的，三个热点部位的 损毁程损毁程 度也不一样，尤以度也不一样，尤以2号电号电极附近的炉极附近的炉 墙，特别墙，特别 是该是该 部位的渣线处部位的渣线处
20、 蚀损最严重，蚀损最严重，常常常常 成为停炉的主要原因。成为停炉的主要原因。钢厂钢厂MgOC体积密体积密3度度g/cm显气孔率显气孔率常温耐压常温耐压强度强度MPa高温抗折强度高温抗折强度MPa(1400)舞钢舞钢75吨电吨电炉炉763412.6大冶钢厂大冶钢厂50吨电炉吨电炉7616.42.8433114.5普通功率侧墙用耐火材料不带不带 水水 冷冷 炉炉 壁壁 的电炉的电炉 侧墙侧墙 ，一般一般 采用采用 MgO MgO C C 砖砖砌筑砌筑 。热。热 点点 区区 域域 和渣和渣 线线 部位是部位是 使用使用 条件条件 最最 苛刻苛刻 的的 部部位位 ，不不 仅仅 受受 到钢水和炉渣的到钢
21、水和炉渣的 严重严重 侵蚀侵蚀 和和 冲刷冲刷 以以 及及 加加入入 废废 钢钢 时时 的的 机机 械械 撞撞 击击 ，而而 且且 还还 受受 到到 温温 度度 高高 达达 4000 4000 的电极弧的电极弧 光光 的热的热 辐射辐射 。热。热 点点 和渣和渣 线线 用用 镁镁 碳碳 砖砖 的的 性性 能能见见 上上 表。表。UHP 电炉侧墙用耐火材料超高功率电炉超高功率电炉 侧墙侧墙 几乎几乎 都都 是是 使用使用 MgO MgO C C 砖砌筑砖砌筑 ，其其 热热 点点 区区 域域 和渣和渣 线线部位部位 则则 使用使用 性性 能能 突突 出出 的的 MgO MgO C C 砖砌筑砖砌筑
22、 ，尤尤 以以 全全 碳碳 基基 质质 MgO MgO C C 砖砖 更更 适适 合合这这 些些 部部 位位 的的 使使 用用 条条 件件 ，能能 大大 幅幅 度度 地地 提提 高高 其其 使使 用用 寿寿 命命 。对对 于于 采采 用用 EBT EBT 出出 钢钢的的 超超 高高 功功 率率 电电 炉炉 ，其其 水水 冷面冷面 积积 已已 达达 到到 70 70 ，从从 而而 大大 幅幅 度度 降降 低低 耐耐 火火 材材 料料 的的使用使用 量量 。现现 代水代水 冷冷 技术技术 需需 要高要高 导导 热热 性性 能能 MgO MgO C C 砖砖 。UHP UHP 电炉用电炉用 MgO
23、MgO C C砖砖 最最 新新 发发 展展 技术技术 是是 以以 高高 纯纯 电电 熔熔 镁镁 砂砂 和和 鳞片鳞片 状状 石石 墨墨 作作 原原 料料 ，以以 酚酚 醛树醛树 脂脂 作作结结 合合 剂剂 ，经经 配配 料料 、混混 合后合后 在在 高高 压压 下下 成成 型，型，采采 用用 高温高温 烧烧 成成 后后 再再 浸浸 渍沥渍沥 青青 ，生产生产 所所 谓谓 烧烧 成成 沥青沥青 浸浸 渍渍 MgO MgO C C 砖砖 。通通 常常 将将 MgO MgO C C 砖砖 埋埋 入入 碳碳 中中 或或 者者 在在 还还原原 气气 氛氛 中中 直直 接接 烧烧 成成 ，烧烧 成成 温温
24、 度度 在在 8001500 8001500。对对 于于 含含 石石 墨墨 耐耐 火火 材材 料料 的的 烧烧成，成，日本还日本还 提提 出出 另另 一一 种种 烧烧 成方成方 法法 ，即即 在在 含含 石石 墨墨 耐火材耐火材 料料 表表 面面 涂敷涂敷 由由 50705070 玻玻 璃璃 粉粉 、1530 1530 长长 石粉石粉 以以 及及 1020 1020 金金 属属 硅硅 粉粉 的的 混混 合合 物物 加加 硅硅 溶溶 胶胶 作作 结结合合 剂剂 制制 成成 的的 泥浆泥浆 ，待待 干干 燥燥 后后 ，在在 氧氧 化化 气气 氛氛 下下 进进 行行 高温高温 烧烧 成成 ，从从 而
25、而 制制 得得 性性能能 优优 异异 的的 含含 石石 墨墨 耐火材耐火材 料。料。侧墙侧墙 工工 作作 层层 厚厚 度度 与与 电炉电炉 容容 量量 有有 关关 ，一般一般 在在200450mm200450mm左右左右 ，其，其 永久衬永久衬 厚度在厚度在 100mm 100mm 左右左右 。指标与牌号指标与牌号MT8A MT8BMT8C MT10A MT10B MT10CMgO(%)，828078807876C(%)，888101010气孔率气孔率()，5674563体密体密(g/cm)，3.002.952.902.972.932.90常温耐压常温耐压(MPa)，454035404035高
26、温抗折高温抗折(MPa)，(140030min)654654电炉用镁碳砖理化指标指标与牌号指标与牌号MT12A1MT12A MT12B MT12C MT14A1MT14AMT14BMT14CMgO(%)，7978767478767474C(%)，1212121214141414气孔率气孔率()，445644563体密体密(g/cm)，2.962.962.932.902.952.952.902.90常温耐压常温耐压(MPa)，4040403540404035高温抗折高温抗折(MPa)，(140030min)8876121285电炉用镁碳砖理化指标第四节第四节 电炉炉底用耐火材料电炉炉底用耐火材料
27、绝绝 热热 层层永久永久 层层工工 作作 层层电炉电炉 底底 干式捣打干式捣打料施工方法料施工方法A 绝热层用耐火材料绝绝 热热 层层 是是 炉炉 底底 最最 下层下层 ，其其 作用作用 是是降低降低 电炉的热电炉的热 损损 失失 ，并并 保保 证证 降低降低 熔熔 池池上上 下下 钢钢 液液 的温度的温度 差差 。通通 常常 是在是在 炉炉 壳壳 上上先铺先铺 一一 层层 石棉板石棉板 ，再再 铺铺 硅硅 藻藻 土粉土粉 ，其其上面上面 平平 砌砌 一一 层绝热层绝热 砖。砖。B 永久层用耐火材料在在 绝绝 热热 层层 之之 上上 是是 永久永久 层层 ，其其 作作 用用 是是 保保 证证
28、熔熔 池池 的的 坚坚 固固 性性 ，防防 止止 漏漏 钢钢 。通通 常常 ，永永 久久 层层 用用 MgO MgO 为为 9596 9596 的的 烧烧 成成 镁镁 砖砖 砌砌筑筑 ，镁镁 砖砖 先先 用用 磨磨 砖砖 机机 修修 整整 ，以以 保保 证证 砌砌 砖砖 的的 质质 量量 。镁镁 砖砖 的的 耐耐火火 度度 可可 达达 2000 2000 以以 上上 ，其其 荷荷 重重 软软 化化 开开 始始 温度，温度，一般一般 镁镁 砖在砖在15201600 15201600 之之 间间 ，而而 高高 纯纯 镁镁 砖砖 可可 达达 1800 1800。201000 201000 下下镁镁
29、砖砖 的的 线线 膨胀膨胀 率率 一般一般 为为 1.21.4 1.21.4 ，并并 近近 似似 呈呈 线线 性性 。镁镁 砖砖 的的热热 导导 率率 较较 高高 ，在耐在耐 火火 制制 品品 中中 仅仅 次次 于于 碳碳 砖砖 和和 碳碳 化化 硅硅 砖砖 ，并并 随随温温 度度 的的 升升 高高 而而 降低降低 。镁镁 砖砖 的的 抗抗 热热 震震 性性 较较 差差 ，提提 高高 镁镁 砖砖 的的 纯纯度度 可可 适适 当提当提 高高 抗抗 热热 震震 性性 。镁镁 砖砖 在在 常常 温温 下下 的的 导导 电率电率 很很 低低 ，但但在在 高温高温 下如下如 1500 1500 却却 不
30、可不可 忽视忽视 ，若若 用用 于于 电炉炉电炉炉 底底 应应 引引 起起 注注意意 。普普 通通 镁镁 砖砖 的的 烧烧 成成 温温 度度 一一 般般 为为 15001650 15001650，高高 纯纯 镁镁 砖砖的的 烧烧 成成 温温 度度 则则 高高 达达 17001900 17001900。该该 部部 位位 也也 可可 以以 采采 用用 镁镁 碳碳砖砌筑砖砌筑 ，但比较少见。，但比较少见。C 工作层用耐火材料永久永久 层层 上面是工作上面是工作 层层 ，它，它 直接直接 与钢水接与钢水接 触，热触，热 负荷高，化学侵蚀负荷高，化学侵蚀 严重严重 ，机机 械械 冲冲 刷刷 作作 用用
31、强强 ，极极 易易 蚀蚀 损损 。因因 此此 ，应应 选选 用用 优优 质耐火质耐火 材材 料料 。工工 作作 层层 分分 打打结结 、振振 动动 和和 砖砌砖砌 三三 种种 方方 法法 。砖砖 砌砌 炉炉 底底 通通 常常 用用 沥沥 青青 结结 合合 镁镁 砖砖 ，无无 碳碳 炉炉 衬衬 用用卤卤 水水 结结 合合 镁镁 砖砖 。打打 结结 和和 振振 动动 工工 作作 层层 使使 用用 镁镁 砂砂 ，结结 合剂合剂 用用 焦焦 油油 、沥青沥青 ；而；而制制 作作 无无 碳碳 炉炉 衬衬 时时 ，用用 卤卤 水或水或 水水 玻玻 璃璃 作作 结结 合合 剂剂 。采用采用 砖砖 砌砌 或或
32、 焦焦 油油 、沥沥 青青 作作结结 合合 剂剂 镁镁 砂砂 打打 结结 的的 修修 砌砌 方方 法法 因因 耐耐 用用 性性 有有 限限 、寿寿 命命 低低 而而 被被 淘淘 汰汰 。目目 前前 ，在在高高 功功 率率 和和 超超 高功高功 率率 电电 炉炉 其工其工 作作 层层 普普 遍遍 采用采用 镁镁 质质 干干 式捣式捣 打打 料料 施施 工工 ，该该 材材 料料是是 以以 高高 铁铁 高高 钙钙 合合 成成 镁镁 砂砂 和电和电 熔熔 镁镁 砂砂 作作 骨骨 料料 ，以以 合成合成 镁镁 砂砂 和和 电电 熔熔 镁砂镁砂 作作 细细粉粉 ，临，临 界粒界粒 度在度在56mm56mm
33、左右，以合成镁砂中左右，以合成镁砂中C2F C2F（铁酸二钙）铁酸二钙）作作 助助 烧结烧结 剂，剂，不不 添添 加加 任任 何何 结结 合合 剂剂 ，采用采用 多多 级级 配配 料料 精精 制制 而而 成成 。通通 过过 强强 力力 捣捣 打打 施施 工工 ，保保 证证施施 工工 后后 的的 密密 度，度，能能 够够 在在 适适 当当 的的 温温 度度 下下 烧结烧结 成成 坚坚 实实 的整的整 体体 ，其其 寿寿 命命 比比 上上 述述施施 工工 方方 法法 要要 提提 高高 几几 倍倍 ，一般一般 情情 况况 下下 使使 用用 干干 式式 捣捣 打打 料料 其其 一一 次次 性性 寿寿
34、命命 可可 达达 到到300 300 炉炉 以以 上上 ，通通 过过 热热 修修 补补 可可 延延 长长 到到 500600 500600 炉炉 。不不 但但 减减 少少 停停 炉炉 次次 数数 ，而而 且且吨吨 钢钢 耐火材耐火材 料消耗料消耗 明显降低，为钢厂创明显降低，为钢厂创 造了可造了可 观的经观的经 济济 效益效益 。MgO%Fe O%2 3CaO%临界临界粒度粒度mm自然堆自然堆积密度积密度打结打结密度密度烧结烧结密度密度耐压强度（耐压强度（MPa）最高最高使用使用温度温度3（g/cm）1300160080465752.32.63.0401001750D 炉底干式捣打料施工方法由
35、由濮濮 耐耐 公司公司 生产的电炉底生产的电炉底 干干 捣捣 料是料是 以高铁高以高铁高 钙钙 合成镁砂合成镁砂 及及 电熔电熔 镁砂作镁砂作骨骨 料，以电熔料，以电熔 镁砂镁砂 作作 细细 粉粉 ，以合成，以合成 砂砂 中中 所所 含含 的的 C C 2 2F F（铁铁 酸酸 二钙二钙 ）作为作为 助助 烧烧结结 剂剂 ，不不 加加 任任 何何 结结 合合 剂剂 配配 制制 而而 成成 。本本 干干 捣捣 料料 采采 用用 多多 级级 配配 料料 ，粒粒 度分度分 布布 符符合合 最最 紧紧 密密 堆堆 积原积原 理理 ，能能 在在 适适 当当 的的 温温 度度 下下 烧烧 结结 成成 坚坚
36、 实实 的的 整整 体体 ，并并 且且 具具 有良有良好好 的的 高高 温温 结结 构强构强 度度 ；同同 时时 具具 有有 最最 佳佳 粒粒 度度 组组 成成 ，因因 而而 能能 控控 制制 烧烧 结结 炉炉 底底 的的 气气孔孔 率率 的的 大大 小小 和和 气气 孔孔 的的 分分 布布 ，从从 而而 确确 保保 干干 捣捣 料料 的的 抗侵蚀抗侵蚀 、抗抗 渗渗 透透 能能 力力 。其其理理 化化 指标指标 如下：如下：电炉底干式捣打料所需性能 烧烧 结结 性性 能能 良良 好好 ，在在 保保 证证 烧烧 结结 温温 度度 下下 快快 速速 烧结烧结 并并 形形 成成 一一 定定的的 强
37、强 度度 和和 一一 定定 厚厚 度的度的 烧烧 结结 层层 ，足足 以以 抵抵 抗抗 炉料炉料 的的 机机 械械 冲击冲击 。合合 适适 的的 膨膨 胀胀 性性 能能 ，其其 膨膨 胀胀 和和 收收 缩缩 既既 不不 会会 产生产生 局局 部部 过过 大大 的的裂裂 纹纹 以以 减减 少少 钢水钢水 和钢渣和钢渣 的的 侵侵 入入 ，也也 不不 会会 因因 为为 收收 缩缩 产产 生生 的的裂裂 纹纹 导致局部浮起，确保炉子能够连续作导致局部浮起，确保炉子能够连续作 业。业。较较 大大 的自的自 然然 堆堆 积积 密密 度和度和 烧烧 后后 密密 度度 ，既既 能能 避避 免免 因因 施施
38、工工 和和 烧烧结结 而而 造造 成的成的 密密 度度 不不 均均 ，又又 能能 有有 较较 高的高的 抗抗 钢水钢水 、钢、钢 渣渣 渗渗 透透 、侵蚀侵蚀 能能 力。力。抗抗 钢钢 水和水和 钢钢 渣渣 侵侵 蚀蚀 能能 力力 强强 ，蚀蚀 损损 速率速率 低低 、蚀蚀 损损 均匀均匀 ，使使用用 寿命寿命 长。长。炉炉 底底 热热 面面 与与 新新 的的 炉炉 底捣底捣 打打 料料 有有 较较 强强 的的 亲亲 和能和能 力力 ，能，能 确确 保保修补修补 效效 果。果。镁质炉底干式捣打料工作原理镁镁 质质 电炉底电炉底 干式捣打干式捣打 料以料以 MgO MgO 为主晶相，为主晶相，F
39、e Fe 2 2O O3 3 作为作为烧烧 结结 剂，剂，在在 高温高温 下下 主主 晶晶 相相 与与 结结 合合 相相 通通 过过 晶晶 界界 相相 互互 扩扩 散散 并并发发 生生 固溶固溶 反反 应应 ，形形 成成 一一 些些 高熔高熔 点点 物物 质质 ，这这 样样 便便 在在 炉炉 底底 表表面形面形 成成 一一 层层 硬硬 壳壳 烧结烧结 层层 。在烧结在烧结 过程过程 中中 Fe Fe 2 2O O 3 3 与与 游游 离离CaO CaO（fCaO fCaO）反反 应应 形形 成成 2CaOFe 2CaOFe 2 2O O3 3（熔熔 点点 1436 1436），而而原原 料料
40、中中 通通 常常 还还 含含 有有 少少 量量 的的 SiOSiO2 2 和和 AlAl2 2O O 3 3 等等 杂杂 质质 ；SiOSiO2 2 与与fCaO fCaO 反反 应应 生生 成成 C C 2 2S S 和和 C C 3 3S S；Fe Fe 2 2O O3 3 和和 Al Al 2 2O O3 3 同同 fCaO fCaO 反反 应应 生生 成成C C 4 4AF AF（熔熔 点点 1415 1415）和和 C C 2 2F F。这这 两种两种 相熔相熔 点点 低低 ，对对 干干 式捣式捣打打 料料 起起 促促 进进 烧结烧结 作用。作用。当当 熔熔 池池 烧结时烧结时 ，含
41、含 C C 2 2F F 的的 混混 合料能合料能发发 挥挥 并并 尽尽 早早 深深 入入 地地 形形 成成 陶陶 瓷瓷 结结 合合 的的 优优 点点 。随随 通通 电电 时时 间间 延延长长 ，温度温度 越越 来来 越越 高，高，硬硬 壳壳 也也 越越 来来 越越 厚厚 ，当当 烧烧 结结 层层 达达 到到 一一定定 厚厚 度度 时时 炉炉 底底 炉炉 坡坡 便便 能能 有有 很很 高高 的的 强强 度度 ，较较 好好 的的 防渗防渗 透透 能能力力 、抗侵蚀和抗冲刷能力。抗侵蚀和抗冲刷能力。施工准备a a 根据根据 施施 工工 炉炉 坡坡 、炉、炉 底底 尺寸尺寸要要 求求 准备准备 足足
42、 够够 量量 的的 捣打捣打 料，料，并并 检查检查 捣打捣打 料料 有有 无无 杂杂 物物 、受受 潮潮 ，杂，杂 物应清理物应清理 干干 净净 ，受受 潮潮 料料 不不 得使用得使用 ；并并 准备准备好好 打打 结结 器器 具具 如如 打打 夯夯 机机 、风风镐镐 等。等。b.b.将永久层残渣、灰尘、铁丝、将永久层残渣、灰尘、铁丝、塑塑 料料 布布 等异物清等异物清理干净；理干净；c.c.计算打结尺寸计算打结尺寸。实际打结厚。实际打结厚度度 需需 要要 打打 结结 厚厚 度度 1.09 1.09。捣打工具施工方法a.a.用用 铁铁 锹锹 把把 料料 铲铲 平平 铺铺 好好 后，后，用用 脚
43、脚 踩实踩实 以以 除除 去去 其其 中中 空空 气气 ，蹋蹋 实实 后后将将 钢钢 钎钎 插插 入料入料 中中 并并 反反 复复 摇摇 晃晃 ，再再 用用 脚脚 进进 一一 步步 蹋蹋 实实 ，捣捣 打打 料料 每每层层 施施 工工 厚厚 度度 以以 150200mm 150200mm 为为 宜宜 ；然然 后后 用用 打打 结结 器器 具具 从从 周周 边边 到到 中中心心 呈呈 螺旋状反复螺旋状反复 捣打捣打3 3遍；遍；炉坡打炉坡打 结示意图结示意图b.b.检检 查查 打打 结质结质 量量 的的 方方 法通法通 常常 是是 将将 直直 径径 5mm 5mm 的的 圆圆 钢钢 放放 在在
44、捣捣 打打 层层 上上 ，用用 10kg 10kg 压力压压力压 下下 ，其其 深深 度度 不不 超超 过过 30mm 30mm；现现 场场 施施 工时可工时可 用钢用钢 钎钎用用 力力 插入，其深插入，其深 度不应度不应 超过超过30mm30mm。c.c.打打 结结 炉炉 坡坡 方方 法法 同同 炉炉 底底 ，先先 用用 脚脚 蹋蹋 实实 ，后后 放气放气 再再 用用 打打 结结 器器 具具 捣捣打打 ，炉，炉坡与炉底坡与炉底 的最大角度不的最大角度不 超过超过4040；d.d.在在 出出 钢钢 口口 座座 砖砖 、炉炉 门门 口口 等等 钢钢 水水 搅搅 动动 冲冲 刷刷 厉害厉害 的的
45、地地 方方 更更 应应 强强 力力捣打捣打 并可并可适当加适当加 厚尺寸；厚尺寸；e.e.打打 完后，在完后，在 捣打捣打 料上铺料上铺 盖盖 510mm 510mm 厚厚 薄薄 钢板钢板 ，防，防 止装止装 废钢废钢 时破时破坏坏 炉炉 底底 形形 状状 或或 废废 钢钢 插插 穿穿 捣捣 打打 料料 层层 ，造造 成成 漏漏 钢钢 隐患隐患 ；如如 果果 不不 能能及及 时时 炼炼 钢钢 ，铁铁 板板 上上 加加 放放 100200mm 100200mm 厚厚 的的 石石 灰灰 ，防防 止止 捣捣 打打 料料 水水化。化。捣打料的施工安钢三炼正在 施工的电炉施工后的安钢三炼电炉衬镁质干捣料
46、的蚀损机理干干 捣捣 料料 的的 蚀蚀 损过损过 程程 很很 复复 杂杂 ，经经 过过 显显 微微 分分 析析 可可 知知 干干 捣捣 料的料的蚀蚀 损损 过程过程 ，主，主 要要 是是 炉料炉料 接接 触触 深深 入入 内内 部部 的熔渣的熔渣 形形 成成 液液 相相 所所致致 。通通 过过 扩扩 散散 Fe Fe 2+2+基本基本 全全 部部 溶溶 入入 MgO MgO 形形 成成 RO RO 相相 ，FeO FeO 随随着着 深深 度的度的 增增 加加 而递而递 减减 ，RO RO 相的相的 组组 成而渐成而渐 变变 ；这；这 样样 ，捣打捣打层层 的的 溶溶 蚀蚀 即即 表表 现现 为
47、方为方 镁镁 石石 的的 溶溶 解解 和和 形形 成相成相 变变 ，而而 渗渗 透透 层层是是 溶溶 蚀蚀 作作 用用 所所 谓谓 过过 渡渡 产产 物物 （缓缓 冲冲 结结 构构 ）。使。使 用用 中中 随随 着着 高高温温 时时 间的间的 延延 长长 ，该层变该层变 厚厚 ，但但 也也 受受 温温 度度 控控 制制 ，达达 到到 一一 定定温温 度度 梯梯 度度 便便 延延 缓缓 变变 化。化。渗渗 透层透层 与与 钢钢 水水 和炉渣和炉渣 接接 触触 的的 表表 面面被被 氧化。氧化。当下一当下一 次熔炼次熔炼 时时 ，与钢水接触，与钢水接触 ，C C 2 2F F重重 新分解，新分解，
48、Fe Fe 2+2+因因 固溶固溶 于于 MgOMgO中构中构 成成 RORO相，相，Ca Ca 2+2+与与 Si Si 4+4+形成高熔点形成高熔点 矿矿物物 。这这 样样 ，炉炉 底底 工工 作作 层层 表表 面小面小 于于 1mm 1mm 的的 氧化氧化 层层 是是 在不在不 断断地地 消消 失失 与与 新新 生生 的的 循循 环环 过过 程程 中中 ，炉炉 底底 的的 溶溶 蚀蚀 以以 化化 学学 反反 应应 控控制制 为主要特征。为主要特征。新炉冶炼操作要求以高铁高钙合成镁砂配制的干捣以高铁高钙合成镁砂配制的干捣料在严格按照施工技术要求料在严格按照施工技术要求施施 工工 后后 获得
49、了打结堆积密度，为保证干捣料在冶炼过程中能获得了打结堆积密度，为保证干捣料在冶炼过程中能够够 烧结烧结 成坚实的整体，增强钢水冲刷、抗熔渣侵蚀能力，新成坚实的整体，增强钢水冲刷、抗熔渣侵蚀能力，新炉炉 第第 1 1 炉的冶炼操作至关重要。具体要求：炉的冶炼操作至关重要。具体要求：a.a.装装 废废 钢钢 ：选择含：选择含C C、Si Si 量量 低低 的的 优质废钢，最好使用剪切优质废钢，最好使用剪切料或小块料，装料次数应比正常冶炼的装料次数多料或小块料，装料次数应比正常冶炼的装料次数多1 1 次，次，装料时料斗应尽量靠近炉底以免超大块料装入砸坏炉底；装料时料斗应尽量靠近炉底以免超大块料装入砸
50、坏炉底；每每 一一 次次 所加料熔化所加料熔化80 80 左右，再次加料；所加料全部熔左右，再次加料；所加料全部熔化后，化后，缓慢升温，达缓慢升温，达1600 1600 以上，应保温以上，应保温3030分钟以上；分钟以上；b.b.冶冶 炼速度：要求第炼速度：要求第1 1 炉的炉的 冶冶 炼炼 时间为正常冶炼时间的时间为正常冶炼时间的2-32-3倍倍 ，在在 送电操作上尽可能使用低档，不允许采用油氧枪送电操作上尽可能使用低档，不允许采用油氧枪或或 者者 碳碳 氧枪助熔；氧枪助熔；装废钢操作装废钢操作料罐c.c.放气放气 ：废钢全部熔清废钢全部熔清后后在除尘系统抽力不足的情况下，在除尘系统抽力不足
