Технология выплавки стали в дуговой печи
Дуговая печь — это оборудование для выплавки стали, использующее электрическую дугу, возникающую между электродами и шихтой. Технический прогресс в этой области в первую очередь связан с внедрением высокомощных печей постоянного тока, а также инновациями в продувке газа через подину и выпуске стали через донное отверстие. Конструкция дуговой печи включает свод, стенки, подину и желоб для выпуска стали, которые совместно обеспечивают процесс плавки. Выбор и применение огнеупорных материалов
▲ Выбор материалов для свода
Свод дуговой печи традиционно выкладывается высокоглиноземистым кирпичом с содержанием Al₂O₃ от 75% до 85%. По сравнению с кремнеземистым кирпичом, высокоглиноземистый отличается превосходной огнеупорностью, термостойкостью и высокой прочностью на сжатие. Благодаря богатым месторождениям боксита в Китае, этот материал стал основным выбором для сводов. Его срок службы в 2–3 раза превышает срок службы кремнеземистого кирпича. Однако с развитием крупных сверхмощных печей долговечность высокоглиноземистого кирпича снизилась, что привело к активному внедрению обожженных и необожженных магнезитовых, а также магнезитохромитовых кирпичей. Также производители предлагают литые огнеупорные сборные элементы, которые отличаются простотой монтажа, монолитностью, устойчивостью к дуговому излучению и отличной термостойкостью.
▲ Выбор материалов для стен
Выбор огнеупоров для стен зависит от зоны печи. Обычно для футеровки стен используются магнезитовый, доломитовый и периклазовый кирпичи, а также необожженные магнезитовые материалы и магнезито-доломитовые набивные массы на битумной связке. Для сверхмощных печей или печей, используемых для выплавки специальных сталей, применяются магнезитохромитовый и высококачественный магнезитовый кирпичи.
Критическими зонами являются участки у шлаковой линии и вблизи дуги («горячие точки»). Раньше здесь использовался магнезитохромитовый кирпич со сроком службы 100–250 плавок. Сейчас широко применяется более термостойкий и шлакоустойчивый магнезитоуглеродистый кирпич, увеличивающий ресурс до 300+ плавок. Для равномерного износа и продления срока службы стен также используются водяные охлаждаемые панели или кожухи с внутренним огнеупорным покрытием, хотя это может повысить энергопотребление.
▲ Выбор материалов для подины
Подина и откосы формируют ванну печи, где собираются шихта и расплав. Поскольку внутренняя футеровка контактирует со шлаком и оксидами железа, образуется деградированный слой, а в восстановительных условиях возможно разрыхление структуры и проникновение металла. Поэтому футеровка должна быть монолитной, плотной, термостойкой, прочной, устойчивой к эрозии, термоударам и иметь стабильный объем.
Для набивной футеровки используется высококачественный магнезитовый или электроплавленный магнезитовый порошок с равномерной толщиной и плотностью. Ниже располагается рабочий слой и постоянная футеровка: рабочий слой выполняется из магнезитового кирпича на смоляной связке, а постоянная футеровка — из магнезитового кирпича. В зоне шлаковой линии на откосах рекомендуется применять те же материалы, что и для «горячих точек» (например, литой или переплавленный магнезитохромитовый кирпич), причем магнезитоуглеродистый кирпич показывает наилучшие результаты.
▲ Материалы для выпускного отверстия
Технология эксцентричного выпуска через подину заменила наклоняемую конструкцию печи на стационарную с выпускным отверстием вместо желоба. Это упрощает механизм наклона, увеличивает площадь водяного охлаждения и снижает износ футеровки. Также уменьшается температура выпуска и сокращается его длительность, что экономит затраты.
-
Выпускной кирпич: пропитанный битумом обожженный магнезитовый кирпич.
-
Трубный кирпич: магнезитоуглеродистый (15% углерода) на смоляной связке.
-
Торцевой кирпич: магнезитоуглеродистый (10–15% углерода) или Al₂O₃-C-SiC кирпич.
-
Для обеспечения плавного выпуска используется формовочная смесь на основе оливинового песка.
