Vatrostalni materijal za elektrolučne peći: Odabir zone i vodič za životni vijek kampanje

EAF radi s većim toplinskim intenzitetom od gotovo bilo koje druge industrijske peći. Električni luk stvara temperature iznad 3000 stupnjeva na vrhu elektrode. Čelična kupka je u prosjeku 1600-1650 stupnjeva. Kombinacija rastaljenog metala, tekuće troske, termičkog ciklusa, zračenja luka i fizičkog utjecaja materijala punjenja čini izbor EAF vatrostalnog materijala jednim od najzahtjevnijih problema u proizvodnji čelika.

Pogreška koju čini većina kupaca: tretiranje EAF-a kao jedne zone i navođenje jednog materijala u cijelosti. Tako dobivate oblogu koja prva otkazuje u zoni šljake unutar 8 tjedana, dok je dno još uvijek savršeno upotrebljivo.

Ovaj vodič mapira svaku EAF zonu, objašnjava mehanizam kvara u toj zoni i daje specifikaciju materijala koja se time bavi. Za sveobuhvatan pregled osnovne porodice vatrostalnih materijala koji se koriste u primarnoj proizvodnji čelika, pogledajte naš vodič o magnezijevim vatrostalnim materijalima.

EAF vatrostalni izazovi - zašto su EAF okruženja jedinstvena

EAF koji radi na 150 MW toplinske energije stvara uvjete koji bi uništili većinu obloga industrijskih peći za nekoliko dana:

Toplinski intenzitet:Temperatura luka od 3000 stupnjeva + s izravnim zračenjem na krov i gornju bočnu stijenku. Gradijent temperature od zone elektrode do čelične kupke: 1000 stupnjeva unutar 500 mm debljine obloge.

Kemijski napad:Bazičnost 3–4 (omjer CaO/SiO₂). Sadržaj FeO u EAF troski doseže 15-25%, znatno više nego u BOF troski. FeO je posebno agresivan prema MgO-C opeci - oksidira ugljikovu fazu, stvarajući poroznost koja ubrzava prodor troske.

Termalni ciklus:Svako zagrijavanje je puni ciklus od hladnog pokretanja do 1700 stupnjeva i natrag. Za talionicu koja radi 30 zagrijavanja dnevno, obloga prolazi kroz 30 punih toplinskih ciklusa dnevno. Toplinski udar je primarni način kvara za krovne opeke i gornje bočne dijelove.

Mehanički utjecaj:Nabijanje otpada velikim komadima čelika uzrokuje izravan fizički udar na bočnu stijenku. Zbog toga zona udara (gdje otpad pada) dobiva najdeblju oblogu s najvišim CCS-om.

EAF u jugoistočnoj Aziji mijenjao je svoju bočnu oblogu svaka 3 mjeseca (otprilike 250 zagrijavanja). Nakon što smo redizajnirali njihovu specifikaciju zone - posebno prelaskom s 10% C na 15% C MgO-C u zoni šljake i dodavanjem programa održavanja za topljenje - produžili su vijek trajanja kampanje na 550+ zagrijavanja prije potpunog ponovnog oblaganja.

Karta zona EAF - Načini kvarova po položaju

Dno i ognjište: nabijeni MgO naspram lijevanog

Dno EAF-a obično se sastoji od dva sloja:

Sigurnosna/rezervna obloga:MgO-C opeka (8–10% C) ili gusto pečena MgO opeka. Ovaj sloj ostaje na mjestu za više kampanja - ne mijenja se svaki put. Debljina: 200–300 mm.

Radni sloj:Sinterirana MgO nabijena masa ili lijevak na bazi MgO, nanesen na vrhu sigurnosne obloge. Nabijena masa se češće mijenja ili dopunjava.

Zašto nabijena masa za ognjište?Donja površina nije ravna ravnina - ima nepravilnu zakrivljenost od prethodnih vrućina i uzoraka erozije. Nabijena masa se prilagođava površini i popunjava neravnine. Brick tečajevi se ne prilagođavaju tako dobro ovoj geometriji.

Sadržaj MgO za nabijenu masu ložišta:Minimalno 90% MgO, raspodjela veličine zrna za postizanje maksimalne gustoće pakiranja. Omjer grubo/srednje/fino: 40/30/30% po težini.

Primjena:Nanesite u slojevima od 50–80 mm, nabijte svaki sloj ručno ili pneumatskim nabijačem. Ciljana gustoća Veća ili jednaka 2,95 g/cm³ nakon nabijanja. Kritično: prvo zagrijavanje nakon popravka ložišta mora slijediti kontrolirani raspored zagrijavanja kako bi se nabijena masa sinterirala na mjestu.

Upozorenje o kompatibilnosti materijala:Lijevavac s visokim sadržajem glinice može poslužiti kao trajni zaštitni/sigurnosni sloj, ali nikada kao radna obloga u izravnom kontaktu s čelikom. Na 1650 stupnjeva, visok sadržaj glinice otpušta SiO₂ u kadu, uzrokujući skupljanje silicija i degradiranje osnovne kompatibilnosti troske. Sinterirana MgO nabijena masa ne može se pregovarati za proizvodnju čistog čelika.

Zona troske (donja bočna stijenka): Zašto je stupanj MgO-C važan

Zona šljake - otprilike pojas od 400–600 mm gdje sloj šljake dolazi u dodir s bočnom stijenkom - je zona koja se najbrže troši u bilo kojem EAF-u. Kombinacija šljake s visokim udjelom FeO, turbulencije luka i toplinskog ciklusa stvara savršenu okolinu erozije, gdje vrhunskimagnezitno ugljična opekasluži kao primarna obrana.

Izbor sadržaja ugljika:

14–18% C: Maksimalni sadržaj ugljika, maksimalna toplinska vodljivost, maksimalna zaštita od smrznutog sloja troske. Koristi se za okruženja troske s visokim udjelom FeO (EAF na bazi otpadaka s 15–20% FeO u troski). Smrznuti sloj troske na licu opeke učinkovito štiti oblogu između slavina.

12–14% C: Za DRI (izravno reducirano željezo) punjenja gdje je FeO niži, a skupljanje ugljika u čelicima s ultra niskim udjelom ugljika mora biti minimalizirano.

10–12% C: Za EAF od nehrđajućeg čelika gdje je onečišćenje ugljikom kritično.

Kvaliteta sirovina:FM-97 grain je specifikacija za ciglu zone troske. Korištenje DBM-95 za smanjenje troškova u zoni troske je lažna ekonomija - manja gustoća i manja veličina kristala DBM-a omogućuje brže prodiranje FeO.

Dodatak antioksidansa:Sve naše MgO-C opeke za zonu troske uključuju antioksidans od Al ili Al-Mg legure (dodatak 2–4%) za usporavanje oksidacije ugljika. Ovo je standardna praksa - bilo koja MgO-C opeka bez antioksidansa je neprikladna za EAF liniju troske.

Gornja bočna stijenka: opcije s visokim udjelom glinice u odnosu na opcije aluminij-krom

Gornja bočna stijenka radi iznad linije troske. Temperatura je niža (1400–1550 stupnjeva), ali je okruženje drugačije: kruženje vrućeg plina, zračenje luka i kondenzacija prašine/dima, a ne izravan kontakt troske.

Opeka s visokim postotkom aluminijevog oksida (85–90% Al₂O₃):Standardni izbor za gornju bočnu stijenku. Prikladno za EAF rad srednjeg intenziteta. CCS Veći ili jednak 80 MPa, RUL T₀.₅ Veći ili jednak 1550 stupnjeva. Isplativo (pregledajte našu tehničku analizuvisoka svojstva opeke od glinice).

Aluminij-kromirana opeka (70–80% Al₂O₃, 8–15% Cr₂O3):Vrhunski izbor za EAF visokog intenziteta s agresivnom procesnom kemijom. Dodatak Cr₂O3 značajno poboljšava otpornost na kondenzaciju isparenja željeznog oksida i napad alkalne pare. Životni vijek obično je 30–50% duži od standardnog visokog sadržaja glinice u gornjim položajima bočne stijenke.

Ekološka napomena o Cr₂O₃:Korištena opeka od aluminij-krom obloga sadrži šestovalentni krom (Cr⁶) nakon servisiranja - zahtijeva posebno zbrinjavanje prema lokalnim propisima. Potvrdite lokalne zahtjeve za odlaganje otpada prije navođenja.

Debljina:Gornji bočni zid obično 150–200 mm. Za zahtjevne operacije, 230 mm s održavanjem raspršivanjem vruće površine.

Krov: Odabir materijala za zračenje luka i plinski napad

EAF krovovi najviše su izloženi zračenju luka. Dva glavna pristupa dizajnu:

Delta krov (konstrukcija od opeke):Koristi ciglu s visokim sadržajem glinice (90%+ Al₂O₃) ili magnezijsko-krom ciglu složenu u viseći luk. Maksimalna radna temperatura: 1650 stupnjeva. Zahtijeva periodični pregled i zamjenu vrućih točaka (neposredno ispod položaja elektroda).

Vodeno hlađeni panelni krov (djelomično ili potpuno):Moderni EAF dizajni velike snage često koriste vodeno hlađene bakrene ili čelične ploče za većinu krovne površine, pri čemu samo delta elektroda ostaje kao vatrostalna opeka. Ovo dramatično produljuje vijek trajanja krovne kampanje, ali povećava potrošnju energije za hlađenje vodom.

Za krovove od opeke navedite:

Cigla s visokim udjelom glinice, 92–95% Al₂O₃, minimalno CCS 120 MPa

Prividna poroznost < 15% (gusta cigla otporna je na prodor dima)

Ispravna geometrija opeke za dizajn luka - konzultirajte nas o promjeru krova i dimenzijama trotoara

Pucanje i krpanje - produljenje trajanja kampanje

Dobro vođen program održavanja je razlika između kampanja od 300 zagrijavanja i 600 zagrijavanja.

Materijal za puškarstvo:Na bazi MgOgusto gunning castable, 85–90% MgO, veličina čestica optimizirana za pneumatsku primjenu.

Kada pucati:Nakon svake vožnje ili svaka 2-3 vožnje, pregledajte zonu troske i udarnu zonu. Istrebite svako područje gdje istrošenost prelazi 20 mm od referentnog profila. Cilj: držite podstavu unutar 30–50 mm od izvornog profila tijekom cijele kampanje.

Način primjene:

Mokro strijeljanje (poželjno): prethodno pomiješano s vodom, naneseno na udaljenosti od 5–8 m

Suho strijeljanje: prah + voda na mlaznici; zahtijeva preciznu kontrolu vode za prianjanje

Ključ prianjanja:Plašt peći mora biti na 600–900 stupnjeva tijekom topljenja. Ispod 600 stupnjeva, materijal za brizganje se ne sinteruje i otpada. Iznad 1000 stupnjeva, suši se prebrzo prije nego prodre u postojeće pukotine.

Naš gusti lijevak za tokiranje: MgO veći ili jednak 88%, Fe₂O₃ < 1,2%, CCS nakon pečenja na 1400 stupnjeva Veći ili jednak 45 MPa. Kompatibilan s našim MgO-C opekama i konkurentskim markama - kompatibilnost za pucanje ovisi o kemiji, a ne o marki.

Referentne vrijednosti i optimizacija trajanja kampanje

Tipična EAF kampanja živi prema dizajnu:

Tri varijable koje najviše utječu na život kampanje:

Sadržaj ugljika MgO-C (viši C u troski s visokim udjelom FeO=dulji životni vijek)

FM u odnosu na DBM kvalitetu zrna (FM-97 stalno nadmašuje u zoni troske)

Dosljednost programa brizganja (krpanje unutar 24 sata od otkrivanja istrošenosti > 20 mm)

Intervali zamjene komponenti u kampanjama:

Bočne stijenke:250–400 grijanja neodržavana; 500–800 zagrijavanja uz dnevno održavanje vrućeg prženja.

Dno ognjišta:Obično preživi 2-3 kompletne bočne kampanje (1200-2000 zagrijavanja) prije nego što je potrebno potpuno probijanje i ponovno nabijanje.

Cigle s rupom za slavinu:Planirane izmjene svakih 50–100 zagrijavanja kako bi se spriječilo rasplamsavanje toka iz slavine i curenje čelika.

Razmatranja AC u odnosu na DC peć:Dizajn DC EAF dna uključuje vodljive MgO ili grafit-MgO pin opeke oko donje povratne elektrode, zahtijevajući specijalizirani nadzor toplinske ekspanzije tijekom pokretanja.

Tehničko savjetovanje i Zahtjev za ponudu za projekt

MgO-C opeka za EAF zonu troske - 14% C i 12% C razreda na zalihi.

Navedite vrstu peći (AC/DC), težinu slavine, kvalitet čelika i trenutni vijek trajanja kampanje. Naš inženjerski tim odredit će vatrostalni paket koji odgovara zonama i dati potpuni tehnički prijedlog.

Email:inquiry@topower.tech- odgovaramo unutar 4 radna sata.

TDS, COA i izvješća o testiranju serija iz nedavnih proizvodnih serija dostupni su na zahtjev.