De algemene eisen voor vuurvaste materialen voor elektrische vlamboogovens zijn:
(1) De vuurvastheid moet hoog zijn. De boogtemperatuur is hoger dan 4000 °C en de staalproductietemperatuur is 1500 tot 1750 °C, soms zelfs 2000 °C. Vuurvaste materialen moeten daarom een hoge vuurvastheid hebben.
(2) De verwekingstemperatuur onder belasting moet hoog zijn. De elektrische oven werkt onder hoge temperatuurbelasting en de ovenbehuizing moet bestand zijn tegen de erosie van gesmolten staal. Daarom moet het vuurvaste materiaal een hoge verwekingstemperatuur hebben.
(3) De druksterkte moet hoog zijn. De bekleding van de elektrische oven wordt beïnvloed door de impact van de lading tijdens het laden, de statische druk van gesmolten staal tijdens het smelten, de erosie van de staalstroom tijdens het tappen en mechanische trillingen tijdens het gebruik. Daarom moet het vuurvaste materiaal een hoge druksterkte hebben.
(4) De thermische geleidbaarheid moet laag zijn. Om het warmteverlies van de elektrische oven te verminderen en het stroomverbruik te verlagen, moet het vuurvaste materiaal een lage thermische geleidbaarheid hebben, dat wil zeggen dat de thermische geleidbaarheidscoëfficiënt laag moet zijn.
(5) De thermische stabiliteit moet goed zijn. Binnen enkele minuten, van het aantikken tot het laden in de staalproductie in een elektrische oven, daalt de temperatuur scherp van ongeveer 1600 °C tot onder de 900 °C. Daarom moeten vuurvaste materialen een goede thermische stabiliteit hebben.
(6) Sterke corrosiebestendigheid. Tijdens het staalproductieproces hebben slakken, ovengas en gesmolten staal allemaal sterke chemische erosie-effecten op vuurvaste materialen. Daarom is het van belang dat vuurvaste materialen een goede corrosiebestendigheid hebben.
Selectie van vuurvaste materialen voor zijwanden
MgO-C-stenen worden meestal gebruikt voor de bouw van zijwanden van elektrische ovens zonder waterkoeling. De hete plekken en slaklijnen worden het zwaarst belast. Ze worden niet alleen ernstig gecorrodeerd en geërodeerd door gesmolten staal en slak, maar ook mechanisch zwaar belast wanneer schroot wordt toegevoegd, en zijn ook onderhevig aan thermische straling van de boog. Daarom worden deze onderdelen gebouwd met MgO-C-stenen met uitstekende prestaties.
Voor de zijwanden van elektrische ovens met watergekoelde wanden neemt de warmtebelasting toe en zijn de gebruiksomstandigheden strenger vanwege het gebruik van waterkoelingstechnologie. Daarom moeten MgO-C-stenen met een goede slakbestendigheid, thermische schokbestendigheid en hoge thermische geleidbaarheid worden gekozen. Hun koolstofgehalte ligt tussen 10% en 20%.
Vuurvaste materialen voor zijwanden van ultrahoogvermogen elektrische ovens
De zijwanden van ultrahoogvermogen-elektrische ovens (UHP-ovens) zijn meestal gebouwd met MgO-C-stenen, terwijl de hot spots en slaklijngebieden zijn gebouwd met MgO-C-stenen met uitstekende prestaties (zoals MgO-C-stenen met een volledige koolstofmatrix). De levensduur wordt hierdoor aanzienlijk verlengd.
Hoewel de belasting van de ovenwand is verminderd dankzij verbeteringen in de bedrijfsmethoden van elektrische ovens, is het nog steeds moeilijk voor vuurvaste materialen om de levensduur van hot spots te verlengen bij gebruik onder UHP-ovensmeltomstandigheden. Daarom is waterkoelingstechnologie ontwikkeld en toegepast. Voor elektrische ovens die EBT-aftakking gebruiken, bereikt het waterkoelingsoppervlak 70%, waardoor het gebruik van vuurvaste materialen aanzienlijk wordt verminderd. Moderne waterkoelingstechnologie vereist MgO-C-stenen met een goede thermische geleidbaarheid. Asfalt, kunstharsgebonden magnesiastenen en MgO-C-stenen (koolstofgehalte 5%-25%) worden gebruikt voor de bouw van de zijwanden van de elektrische oven. Onder zware oxidatieomstandigheden worden antioxidanten toegevoegd.
Voor de hotspotgebieden die het zwaarst zijn beschadigd door redoxreacties, worden MgO-C-stenen met grote kristallijne gesmolten magnesiet als grondstof, een koolstofgehalte van meer dan 20% en een volledige koolstofmatrix gebruikt.
De nieuwste ontwikkeling op het gebied van MgO-C-stenen voor UHP-elektrische ovens is het bakken op hoge temperatuur en vervolgens impregneren met asfalt om zogenaamde gebakken asfalt-geïmpregneerde MgO-C-stenen te produceren. Zoals te zien is in tabel 2, neemt het restkoolstofgehalte van gebakken MgO-C-stenen na asfaltimpregnatie en recarbonisatie met ongeveer 1% toe ten opzichte van niet-geïmpregneerde stenen, terwijl de porositeit met 1% afneemt en de buigsterkte en drukbestendigheid bij hoge temperaturen aanzienlijk zijn verbeterd. De sterkte is aanzienlijk verbeterd, wat resulteert in een hoge duurzaamheid.
Magnesium vuurvaste materialen voor zijwanden van elektrische ovens
Elektrische ovenbekleding wordt onderverdeeld in alkalische en zure. De eerste gebruikt alkalische vuurvaste materialen (zoals magnesiumoxide en MgO-CaO vuurvaste materialen) als ovenbekleding, terwijl de tweede silicastenen, kwartszand, witte modder, enz. gebruikt als ovenbekleding.
Let op: Voor de bekleding van de oven worden in alkalische elektrische ovens alkalische vuurvaste materialen gebruikt, en in zure elektrische ovens zure vuurvaste materialen.
Plaatsingstijd: 12-10-2023
