PAGEPAGE4淺談提高電爐爐襯壽命的措施王剛摘要：本文通過介紹電爐爐襯的侵蝕機(jī)理、電爐爐襯材料、合理的爐襯烘烤燒結(jié)工藝以及良好的工藝操作等方面分析了影響爐襯壽命的主要因素，并簡要地提出了提高電爐爐襯壽命的幾項措施。關(guān)鍵詞：電爐爐襯壽命措施1前言電爐爐襯的使用壽命對于需要連續(xù)大規(guī)模生產(chǎn)的冶金、鑄造企業(yè)來說具有重大意義。由于爐齡是一項綜合性指標(biāo)，爐齡的高低直接影響到鋼產(chǎn)量的提高和原材料消耗，因此提高電爐爐襯壽命、降低耐火材料消耗、提高電爐爐齡己引起人們的普遍關(guān)注。2電爐爐襯侵蝕機(jī)理及對其性能的要求2.1電爐爐襯侵蝕機(jī)理1)煉鋼電弧爐的爐頂、爐墻熱點部位(如渣線)、及爐底是電弧爐的薄弱環(huán)節(jié)。爐頂耐火材料損毀的原因：一是飛濺物、爐塵的侵蝕作用；二是由于電極周圍溫度高，爐頂溫差較大造成的熔蝕和熱震作用。常用的耐火材料有高鋁磚、鎂鉻磚、白云石磚、硅磚等及相應(yīng)材質(zhì)的耐火澆注料或搗打料。爐墻熱點部位的內(nèi)襯容易蝕損，其原因是溫度過高，熔渣、鋼水侵蝕嚴(yán)重，裝料時的沖擊作用等。常用的耐火材料主要是各種堿性耐火材料砌筑，損壞時常進(jìn)行噴補(bǔ)或鏟補(bǔ)。爐底損毀的主要原因是化學(xué)侵蝕和機(jī)械沖擊。常用堿性耐火搗打料或澆注料。電爐各部位爐襯損毀的原因，如表2-1所示。表2-1電爐各部位爐襯損毀的原因電爐部位主要損毀原因爐底、爐坡、熔池高溫鋼水、熔渣的侵蝕和沖刷;廢鋼加入的機(jī)械沖擊熱點、渣線區(qū)鋼水和熔渣的嚴(yán)重侵蝕和沖刷;廢鋼加入的機(jī)械沖擊高溫?zé)彷椛浜弯撍?、熔渣的攪拌作?不同冶煉時期氣氛的影響爐門口下側(cè)、兩側(cè)及出鋼口除與熱點、渣線區(qū)相似的損毀原因外，扒渣時的侵蝕和沖刷；吹氧氣的影響；爐料、熔劑(石灰、瑩石等)高溫下產(chǎn)生液相、氣相對磚的滲透電爐爐蓋(爐頂)溫度急變；熱輻射；不同時期的氣、液相滲透和侵蝕2)電爐中耐火材料最普遍的損毀機(jī)理是侵蝕、沖刷、熔融、剝落和水化，五種因素中最主要的是侵蝕。電爐耐火材料承受兩種類型的侵蝕。①化學(xué)侵蝕。氧化鐵（FeO）或渣中的酸性組分，例如二氧化硅與氧化鈣和氧化鎂之間的化學(xué)反應(yīng)如下式所示:FeO+MgO=FeO·MgOSiO2+2MgO=2MgO·SiO2CaO+SiO2+MgO=CaO·MgO·SiO2所有這些反應(yīng)使?fàn)t襯變?yōu)槿墼鴮?dǎo)致耐火材料損毀。氧化是經(jīng)常發(fā)生在電爐爐襯中耐火材料侵蝕的一種特殊形式，在此侵蝕機(jī)理中耐火材料的碳成分由氧化鐵或氧氣而被侵蝕。FeO+C=Fe+COO2+2C=2CO渣中的氧化鐵與磚襯的熱面中的石墨或焦油/樹脂反應(yīng)，或氧氣侵蝕磚襯冷面的石墨或碳粘結(jié)劑。在這兩種情況下，磚的強(qiáng)度降低，并可能被熔渣或鋼水沖蝕。②沖刷是第二位的耐火材料損毀機(jī)理由于鋼水或熔渣流過耐火材料表面并物理地磨損或沖刷爐襯而導(dǎo)致了物理損毀。在電爐的出鋼口、渣線、電極口或排氣口平臺等處沖刷蝕損機(jī)理是最普遍的。一個更為錯綜復(fù)雜的耐火材料損毀機(jī)理稱之為剝落。這是由于爐襯耐火材料遭受迅速加熱和冷卻導(dǎo)致耐火材料產(chǎn)生應(yīng)力而造成的。該應(yīng)力常常超過耐火材料的強(qiáng)度，因而導(dǎo)致裂紋的相交貫穿，爐襯的碎片將會剝落或完全脫落，這種情況普遍發(fā)生在電爐爐頂上。水化也是電爐耐火材料損毀的一個因素。假如水滲入爐蓋或爐墻，水或水蒸汽能侵蝕耐火材料爐襯，其中的氧化鎂和其它堿性氧化物與水或水蒸汽發(fā)生如下反應(yīng)而被水化。MgO+H2O=Mg(OH)2水化的耐火材料襯耐熔渣和鋼水的滲透性差。石英砂攪拌。經(jīng)此方法處理后，可減少15%—18%的水分。烘爐初期，由于爐襯含水量較大，水分又不易排除，這就要求升溫緩慢，否則，水蒸汽排不出去，使?fàn)t口上漲，造成爐襯松散，水蒸汽殘留在燒結(jié)層中形成峰窩狀孔洞，極易滲漏鐵水。在隨后的烘爐過程中，石英砂將發(fā)生晶形轉(zhuǎn)變。600℃前，完成α—β—γ晶形轉(zhuǎn)變，體積急劇膨脹。870℃—900℃，完成α石英—α鱗石英轉(zhuǎn)變，體積變化較大。1200℃后石英變成磷石英和方石英的速度加快，體積膨脹較明顯。因此，在3.5減少爐渣對爐襯的影響爐料中的鐵銹、回爐料帶入的型砂以及加料、出鋼水時鋼水濺在爐口和爐壁上被氧化等，產(chǎn)生大量的FeO爐渣，這些FeO與爐襯中的SiO2、爐渣中的SiO2、Al2O3等氧化物形成FeO—SiO2—Al2O3系熔渣。在溫度較低時，這些爐渣掛在爐壁上，溫度較高時，又易于上浮，嚴(yán)重浸蝕時，粘結(jié)在爐壁上的爐渣冷卻后不易清除，特別是大量爐渣不早扒除，或生成粘糊狀的爐渣過多，會結(jié)成一體，像鍋蓋一樣蓋在熔化的鋼水表面，造成鋼水過熱，加速對爐襯的浸蝕。掛在爐壁上的爐渣冷卻會掩蓋爐襯的真實裂紋，導(dǎo)致因沒有早期發(fā)現(xiàn)而造成鋼水滲人或漏爐。為了減少爐渣對爐襯的影響，可采用如下措施:①熔煉過程中勤扒渣，避免爐渣沉積在爐壁上；②不可同時使用含有SiO2和Al2O3的材料，回爐料應(yīng)清理干凈，生鐵和廢鋼需經(jīng)除銹處理；③在熔渣附著較多時，可加一些石灰石除渣；④熔化切屑時，應(yīng)保持切屑干燥、清潔、無銹無雜質(zhì)。3.6優(yōu)化操作工藝

在引用新材料和新技術(shù)的同時，還要對操作工藝進(jìn)行優(yōu)化，主要有以下幾個方面：

（1）合理熱裝鐵水

考慮到電爐的配碳量，供氧強(qiáng)度和脫碳速率對爐襯壽命的影響，在滿足工藝要求的前提下，配加占裝入量30~40%的鐵水代替生鐵，鐵水隨第一批料裝入，由于相對減少了裝料次數(shù)，同時鐵水帶入大量的物理·化學(xué)熱，使冶煉時間相對縮短，從而減少了高溫鋼水對爐襯的浸蝕時間，提高了爐體壽命。

（2）采用泡沫渣操作

氧化期造泡沫渣的工藝參數(shù)最佳值如下：堿度1.8—2.1時泡沫渣高度達(dá)250mm，此時當(dāng)渣中FeOn為20%—25%時泡沫渣持續(xù)時間最長為40秒，合適的加發(fā)泡劑的溫度為1530—1600℃。根據(jù)某廠實際情況，確定在裝第一批鋼鐵料時爐底墊入350—450Kg石灰，在熔池形成后，均勻加入C粉使其發(fā)泡。在還原期，該廠造泡沫渣操作的經(jīng)驗值為：石灰20—27公斤/噸，螢石4—6公斤/噸，Si-C粉分兩批，每次75Kg均勻撒開，

發(fā)泡效果仍然良好。如新建電爐時，采用碳氧槍噴吹造泡沫渣，效果更好。

采用泡沫渣操作后，降低了爐襯的侵蝕速度，同時由于渣層厚，埋弧送電，也減少了高溫電弧對爐襯和爐蓋的燒損，改善了耐火材料的工作環(huán)境，相應(yīng)延長了耐火材料的使用壽命。

（3）合理裝料

首先嚴(yán)把配料關(guān)，將形狀不規(guī)則的料進(jìn)行切割，盡量減少裝料次數(shù)，減少因多次旋轉(zhuǎn)爐蓋造成的熱損失，配料時做到好次料重輕料合理搭配，料斗內(nèi)布料應(yīng)達(dá)到下密上疏松，中間高四周低，穿井快不搭橋。同時，根據(jù)不同的爐役采用不同的裝入量，避免因裝入量不合理造成升溫速度慢，爐襯侵蝕加劇。

（4）控制吹氧

控制吹氧壓力在0.4~0.6MPa，嚴(yán)禁大氧壓吹氧，吹氧時以割料為主，不得壓管子吹氧和深插鋼水吹氧，確保氧末碳受控率，防止出現(xiàn)過氧化現(xiàn)象。

（5）溫度控制

4結(jié)束語通過采用新材料，新技術(shù)及改善操作工藝等措施后，電爐爐襯的壽命得以提高，同時也提高了爐子的作業(yè)率，提高了鋼產(chǎn)量，降低了冶煉成本。相