一种用于炼钢电弧炉炉壁热点区的镁碳砖的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种耐火材料，特别是设及一种用于炼钢电弧炉炉壁热点区的儀碳 砖。
【背景技术】
[0002] 随着世界钢铁生产的发展，电炉炼钢的比例不断提高，目前已占世界钢产量的30% 左右，尤其W电炉-连铸-连社为特点的电炉短流程工艺的确立，使电炉钢得到了很大发 展，世界上近年来发展的新型电炉主要有超功率电炉、直流电流、双壳电炉等，随着炉外精 炼工艺的发展，电炉做为初炼炉的功能更加突出，电炉-精炼炉的联合操作，使电炉的冶炼 周期大大缩短，有生产节奏转炉化的趋势，生产节奏大大提高。
[0003] 电炉可全部用废钢做为金属原料，可冶炼力学性能和化学成分要求严格的钢，如 特殊工具钢、航空用钢和不诱钢等。
[0004] 电炉按所有炉衬分为酸性和碱性两种。目前主要用碱性电炉，运种炉衬可W有效 去除钢中的硫，运是其它炼钢方法所不能及的。特别是=相炼钢超高功率电炉冶炼，距离= 相电炉弧光最近的炉壁耐火材料厚度太薄，无法继续冶炼，是多数炼钢电炉被迫停炉中修 的主要原因。 阳00引一、电弧炉热源 点状热源和=相供电制是炉壁热点产生的根源。
[0006] 1.点状热源，电弧光的福射热是电弧炉炼钢的主要热源。弧光溫度很高，普通 功率电弧炉的电弧溫度波动在4000~800(TK之间。超高功率电炉的电弧溫度波动在 8000~1000(TK之间。由于弧光的热量很集中，同炉膛体积相比较，占体积很小。因此，常把 电弧近似点当作点状热源来考察，也就是当作福射热源点。
[0007] 根据福射传热定律，炉膛内任何一单位面积上所受到的点状热源的福射功率与热 源距离的平方成反比例，与点热源的福射成正比例。当炉壁受热部位一定时，那么该部位单 位面积上所得到的电弧福射功率将随着输入炉内的电弧功率的增加而增大。该部位的表面 溫度越高。
[0008] 炉壁的受热状态同所采用的电源相数有关。
[0009] 单相电弧炉由于点状热源只有一个，电极布置在炉膛中央。因此，距离烙池水平面 相同高度的炉膛任何一点同电弧中屯、的距离都相等，炉壁受热表面的溫度相等，单相电弧 炉的炉膛耐火材料在高溫下损耗的就比较均匀。
[0010] 然而，=相炼钢电弧炉的炉壁受热状态与单相炉截然不同。=相炼钢电弧炉=支 电极的分布在直筒形炉膛中有=支电极组成=个点状热源，即1#、2#、3#。=支电极端面所 对着的烙池表面形成了烙池的=个高溫区。由于=支电极在圆形烙池表面上呈等边=角形 布置，于是在炉膛上就出现了距离=相电弧最近的A、B、C=个点。把运=个点叫炉壁热点。 热点所在的区域叫热点区。同样，把距离S相电弧最远的D、E、FS点叫炉壁冷点。冷点所 在的区城中叫冷点区。炉壁热点表面和冷点表面分别叫炉壁的热面和炉壁的冷面。
[0011] 同炉壁冷面相比，炉壁热面表面溫度高，溫度上升快，溫度的波动幅度大，耐火材 料损耗得越快。因此，=相炼钢电炉的炉壁热点便成了维持炉壁处于良好运行状态的最薄 弱部位。
[0012] =相炼钢电弧炉的炉壁任何一点单位面积上所得到的弧光福射功率都是由=个 点状热源提供的。
[0013] 二、碱性炉壁的损耗过程 新炉投产后，随着冶炼炉数的增加，炉壁厚度逐步减薄。
[0014] 1.新炉壁损耗过程 碱性炉壁由厚变薄的一般过程大致如下： ①炉壁受热表面软化 在强弧光福射上，炉壁的热面溫度较高。当炉壁溫度达到和超过炉壁耐火材料的荷重 软化点时，一般不小于1500°C在热面上就会出现一层半烙融状态的软化层。
[0015] ②软化层变质 在一炉钢的冶炼过程中，软化层不断接受来自炉气、烟尘和烙渣等物质。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等碱性氧化物。
[0016] 传统的儀碳砖设计，WMgO为基体的普通电烙儀砂采用酪醒树脂做结合剂炉壁儀 碳砖软化层一经同酸性氧化物接触，便发生了化学反应。结果，软化层变成了娃酸盐变质 层。
[0017] 与此同时，渣中的Si〇2,FeO等氧化物还生成了经由软化层向基体层扩散，渗透的 现象。
[0018] 渣中的FeO不仅能降低炉壁热面烙点，而且还对树脂结合的炉壁儀碳砖起着脱碳 作用。其反应如下：（化〇)+C固=(C0)t+Fe 脱碳结果，将使炉壁表面孔隙度增加，给烙渣的扩散和渗透作用创造了好的条件。
[0019] 基于上述过程，炉壁软化层变质，烙点下降。渣中的Si〇2、FeO、Fe2〇3等氧化物与炉 壁的化0、MgO作用，生成了低烙点共晶或化合物。具体烙点见下表：表1二元系物质烙点
[0020] 而变质层中的诸如化0.Si〇2、CaO.化2〇3、CaO. 2Fe0等低烙点化合物和低烙点共 晶物在该溫度下将多被烙化而落入烙池中。F.剥离脱落是炉壁变质层脱落的另一种表面。 上炉出完钢，炉壁溫度骤降，炉壁内层发生拉应力。产生纵向和横向裂纹。电炉停炉冷却后， 可明显见到炉壁表面的裂纹。炉壁急骤升溫时，炉壁表、里层之间产生切变应力，结果使变 质层与基质层剥离，脱落。炉役后期，由于炉壁下部靠渣线附近耐火材料被侵蚀的很厉害， 太薄，支持不住其上部较厚的耐火材料，使局部炉壁失去机械稳定造成突然巧塌。由于倒塌 面积较大，变质层也多被破坏。因此，有时也不得不被迫停炉中修。
[0021] 基于上述儀质炉壁的损耗过程，为确保炼钢电炉的正常生产，炉壁耐火材料应当 满足W下要求。山高耐火度；似高荷重软化点；樹高耐压强度；(4)高机械稳定性；脚高容积 比重；做低的表面气孔率；仍良好的抗渣性；佩良好的热震稳定性。
【发明内容】
[0022] 本发明的目的，是提供一种用于炼钢电弧炉炉壁热点区的儀碳砖，该儀碳砖耐高 溫、耐高压性能好，表面气孔率低，抗渣性能好，热稳定性好。
[0023] 采用的技术方案是： 一种用于炼钢电弧炉炉壁热点区的儀碳砖，主要是由Si〇2、化2〇3、Al2〇3、化0、MgO和C，通过模具压制成型，其重量配料比为： Si〇2为 4%、化2〇3为 0. 28%、A12〇3为 0. 3%、CaO为 1.68%、MgO为 82. ：M-81. ：34 和C为 11. 4-16. 4%〇
[0024] 本发明的儀碳砖表面气孔率为3. 0-3. 5%、体积密封度为3. 0-3. 03g/cm3、耐压强度 为38. 0-42.OMpa、荷重软化溫度> 1700°C，耐火溫度> 1800°C，且抗渣性能好，热稳定性能 高，能满足电弧炉功率水平日益增长的需要。 阳0巧]【具体实施方式】： 实施例一 一种用于炼钢电弧炉炉壁热点区的儀碳砖，是由Si〇2为4%、化2〇3为0. 28%、A12〇3为 0. 3%、CaO为1. 68%、MgO为81和C为12. 74%，混合后通过制砖机制成。 阳0%] 实施例二 一种用于炼钢电弧炉炉壁热点区的儀碳砖，是由Si〇2为4%、化2〇3为0. 28%、A12〇3为 0. 3%、CaO为1. 68%、MgO为81. 34和C为12. 4%，混合后通过制砖机制成。 W27] 实施例S 一种用于炼钢电弧炉炉壁热点区的儀碳砖，是由Si〇2为4%、化2〇3为0. 28%、A12〇3为 0. 3%、CaO为1. 68%、MgO为82. 34和C为11. 4%，混合后通过制砖机制成。
[0028] 上述S个实施例的百分比为重量百分比。
【主权项】
1. 一种用于炼钢电弧炉炉壁热点区的镁碳砖，其特征在于：该镁碳砖主要是由Si02、 ?620331 203』&0、1%0和(：，通过模具压制成型，其重量配料比为： SiO2S4%、Fe203为 0? 28%、Al203为 0? 3%、CaO为 1. 68%、MgO为 82. 34-81. 34 和C为 11. 4-16. 4%。2. 根据权利要求1所述的一种用于炼钢电弧炉炉壁热点区的镁碳砖，其特征在于：是 由SiO2S4%、Fe203为 0? 28%、A1 203为 0? 3%、Ca0 为I. 68%、Mg0 为 81 和C为 12. 74%，混合后 通过制砖机制成。3. 根据权利要求1所述的一种用于炼钢电弧炉炉壁热点区的镁碳砖，其特征在于：是 由SiO2S4%、Fe203为 0? 28%、A1 203为 0? 3%、Ca0 为I. 68%、Mg0 为 81. 34 和C为 12. 4%，混合 后通过制砖机制成。4. 根据权利要求1所述的一种用于炼钢电弧炉炉壁热点区的镁碳砖，其特征在于：是 由SiO2S4%、Fe203为 0? 28%、A1 203为 0? 3%、Ca0 为I. 68%、Mg0 为 82. 34 和C为 11. 4%，混合 后通过制砖机制成。
【专利摘要】一种用于炼钢电弧炉炉壁热点区的镁碳砖，主要是由SiO2、Fe2O3、Al2O3、CaO、MgO和C，通过模具压制成型，其重量配料比为：SiO2为4%、Fe2O3为0.28%、Al2O3为0.3%、CaO为1.68%、MgO为82.34-81.34和C为11.4-16.4%。本发明的镁碳砖表面气孔率为3.0-3.5%、体积密封度为3.0-3.03g/cm3、耐压强度为38.0-42.0Mpa、荷重软化温度＞1700℃，耐火温度＞1800℃，且抗渣性能好，热稳定性能高，能满足电弧炉功率水平日益增长的需要。该镁碳砖耐高温、耐高压性能好，表面气孔率低，抗渣性能好，热稳定性好。<b />
【IPC分类】C04B35/66
【公开号】CN105198452
【申请号】CN201510464298
【发明人】张玉福
【申请人】丹东播磨耐火材料有限公司
【公开日】2015年12月30日
【申请日】2015年8月3日