浅谈提高电炉炉衬寿命的措施
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一
造成的。该应力常常超过耐火材料的强度 ， 因而导 致裂 纹 的相 交贯 穿 ， 衬 的碎 片将 会 炉 剥落或完全脱落， 这种情况普遍发生在电炉 炉 顶上 。 水 化 也 是 电炉耐 火 材 料 损 毁 的一 个 因 素 。 如水 渗入 炉 盖或 炉墙 ， 或水 蒸汽 能 假 水 侵蚀耐火材料炉衬 ， 其中的氧化镁和其它碱 性 氧 化 物 与 水 或水 蒸 汽 发 生 如 下 反 应而 被 水化。
浅谈提 高 电炉炉衬寿命 的措施
王 刚
摘 要：本文通过介绍电炉炉衬的侵蚀机理 、电炉炉衬材料、合理的炉衬烘烤烧结 艺以 ］ 『 ＝ 及 良好 的１ 艺操 作等 方面 分析 了影 响炉 衬 寿命 的主 要 因素 ，并 简要 地提 出 了提 高 电炉炉 衬 ： 寿 命 的几 项措 施 。
２ ）荷 重 软化温 度 电炉 熔 炼 是 在 高温 负 荷 和经 受 钢 水 冲
渣 中的 氧 化 铁 与砖 衬 的 热面 中 的石 墨 或 焦 油／ 脂 反应 ，或氧 气 侵 蚀砖 衬 冷面 的 树 石 墨或碳 粘 结剂 。在这 两 种情 况下 ， 的强 砖 度 降低 ，并 可 能被 熔渣 或钢 水 冲蚀 。 ② 冲刷 是第 二位 的耐火 材料 损毁机 理 由于钢 水 或熔 渣 流 过 耐 火 材 料 表 面 并
所 有 这些 反应 使 炉 衬 变 为 熔 渣 而 导致 耐火 材料 损毁 。 氧 化 是经 常 发 生 在 电炉 炉 衬 中耐 火材 料 侵 蚀 的一种 特殊形 式 ， 在此 侵蚀 机理 中耐 火 材料 的碳 成 分 由氧 化 铁或 氧气 氧化 而被
３ ６
侵蚀。
Ｆｅ ＋Ｃ＝Ｆｅ＋ ＣＯ Ｏ ０２ ２ ＝ ２ Ｃ ＣＯ
、
炉底 、炉 坡 、熔池 高温 钢水 、熔 渣 的侵蚀 和冲 刷 ： 钢 加入 的机械 冲 击 废
渣 线 区
炉门 口下侧、 两侧及出钢 口
除与热点、 渣线区相似的损毁原因外，扒渣 时的侵蚀和冲刷： 吹氧气 的影 响；炉料、熔剂（ 石灰、莹石等） 高温下产生液相、气相对砖的渗
透
电炉 炉盖 （ 炉顶 ） 温 度 急变 ；热 辐射 ；不 同时期 的气 、液 相渗 透和 侵蚀 ２ ）电炉 中耐火 材 料最 普遍 的损 毁机 理 是侵 蚀 、冲 刷 、熔 融 、剥落 和 水化 ，五种 因
所示 。
（ 如渣 线 ） 、及炉 底 是 电弧 炉 的薄弱 环 节 。 炉 顶 耐火 材 料 损 毁 的原 因： 一 是 飞溅
表２１ ． 电炉 部位
热点
、
电炉各部位炉衬损毁 的原因 主要 损毁 原 因
钢水 和熔 渣 的严 重侵 蚀 和 冲刷 ； 加 入 的机械 冲 击 高温 热辐 射和 钢 废钢 水 熔渣的搅拌作用： 同冶炼时期气氛的影响 不
Ｆｅ ＋ Ｍ ｇＯ Ｆｅ Ｍ ｇ ’０ ’ｏ‘ Ｏ
百度文库
Ｓ ０２ ２ ｇ ｉ ＋ Ｍ Ｏ ２ ｇ Ｓ ０２ Ｍ Ｏ‘ ｉ Ｃ Ｏ ＋ Ｓ ０２ Ｍ ｇ ａ ｉ ＋ Ｏ＝ Ｃａ ・ ｇ Ｓ ０２ Ｏ Ｍ Ｏ‘ ｉ
素中最主要的是侵蚀 。 电炉耐火材料承受两 种类 型 的侵蚀 。 ① 化学侵蚀 。 氧化 铁 （ｅ Ｆ Ｏ）或渣 中 的酸性 组分 ，例 如二 氧 化硅 与 氧 化 钙 和氧 化 镁 之 间 的化 学 反应 如下 式所 示 ：
物理地磨损或冲刷炉衬而导致 了物理损毁。 在 电炉 的 出钢 口、 线 、电极 口或排气 口平 渣 台等 处冲刷 蚀 损机 理是 最普 遍 的 。 个 更 为错 综 复 杂 的耐 火 材料 损 毁机 理 称之 为剥 落 。 是 由于 炉衬 耐火 材料遭 受 这 迅 速 加 热 和 冷 却 导致 耐 火 材 料 产 生应 力 而
２ 电炉 炉衬 侵蚀 机理及 对其 性 能 的要求
２ １ 电炉 炉衬 侵 蚀机理 ． １ ）炼钢 电弧 炉 的炉 顶 、炉墙 热 点部位
用。常用的耐火材料有高铝砖 、 镁铬砖、白 云石砖、 硅砖等及相应材质的耐火浇注料或 捣打料。 炉墙 热 点部位 的内衬 容易蚀 损 ， 其原 因 是温度 过 高 ，熔渣 、钢 水侵 蚀 严重 ，装 料 时 的冲 击作 用等 。 常用 的耐 火材 料主 要 是各种 碱 性 耐火 材料砌 筑 ， 损坏 时 常进行 喷补 或铲 补。 炉底 损 毁 的主 要 原 因是化 学侵 蚀和 机械 冲 击 。常 用碱性 耐 火捣 打料 或浇 注 料 。 电炉 各 部位 炉 衬损 毁 的 原 因 ，如 表 ２１ ．
物 、炉尘 的侵 蚀作用 ： 是 由于 电极 周 围温 二 度 高 ，炉 顶 温 差 较 大 造成 的熔 蚀 和 热 震 作
１ 日Ｊ ｌ百 电炉 炉 衬 的使 用 寿 命 对 于需 要 连 续 大 规 模 生产 的冶金 、 铸造 企业 来 说具有 重 大意 义 。由于炉龄 是 一项 综合性 指标 ， 龄 的高 炉 低直 接 影 响到钢 产量 的提 高和 原材 料 消耗 ， 因此提 高 电炉 炉 衬 寿 命 、降低 耐 火 材 料 消 耗、提高电炉炉龄己引起人们 的普遍关注。
Ｍｇ Ｏ＋Ｈ２ ０＝ＭｇＯ ２ （ Ｈ）
刷 的恶劣条件下进行的， 因此耐火材料要有 高 的荷 重软 化温 度 。 ３ ）热 稳定 性 电炉熔 炼 时温 度 高 ，而 出钢 后 ，开 出炉 体（ 或旋 转 炉盖） 料 时，温度 由 １０ ℃左 右 进 ６０ 骤然 降至９ ０ 以下 ， 因此要 求 耐火 材料 有 ０℃ 良好 的热 稳 定性 。 ４ ）抗渣 性 电炉熔 炼 是 一个 复 杂 多变 的物 理 化 学 反应 过程 ，为抵 抗 高温 时不 同性质 、 同成 不 分 的炉渣 和钢 液 以及炉 气 的化 学侵蚀 ， 火 耐 材 料必 须 有 良好 的抗渣 性（ 化学 稳定 性） 。 ５ ）耐压 强度 耐 火材 料经 常 受炉料 冲 击 ， 须有 高 的 必 耐压 强度 。 ６ ）导 热率 和 导 电率 为减 少 电炉熔 炼 时 的热 损 失 ， 以降低 电 耗 ，因此 耐 火 材 料 的导 热 率和 导 电率 必 须 低。
造成的。该应力常常超过耐火材料的强度 ， 因而导 致裂 纹 的相 交贯 穿 ， 衬 的碎 片将 会 炉 剥落或完全脱落， 这种情况普遍发生在电炉 炉 顶上 。 水 化 也 是 电炉耐 火 材 料 损 毁 的一 个 因 素 。 如水 渗入 炉 盖或 炉墙 ， 或水 蒸汽 能 假 水 侵蚀耐火材料炉衬 ， 其中的氧化镁和其它碱 性 氧 化 物 与 水 或水 蒸 汽 发 生 如 下 反 应而 被 水化。
浅谈提 高 电炉炉衬寿命 的措施
王 刚
摘 要：本文通过介绍电炉炉衬的侵蚀机理 、电炉炉衬材料、合理的炉衬烘烤烧结 艺以 ］ 『 ＝ 及 良好 的１ 艺操 作等 方面 分析 了影 响炉 衬 寿命 的主 要 因素 ，并 简要 地提 出 了提 高 电炉炉 衬 ： 寿 命 的几 项措 施 。
２ ）荷 重 软化温 度 电炉 熔 炼 是 在 高温 负 荷 和经 受 钢 水 冲
渣 中的 氧 化 铁 与砖 衬 的 热面 中 的石 墨 或 焦 油／ 脂 反应 ，或氧 气 侵 蚀砖 衬 冷面 的 树 石 墨或碳 粘 结剂 。在这 两 种情 况下 ， 的强 砖 度 降低 ，并 可 能被 熔渣 或钢 水 冲蚀 。 ② 冲刷 是第 二位 的耐火 材料 损毁机 理 由于钢 水 或熔 渣 流 过 耐 火 材 料 表 面 并
所 有 这些 反应 使 炉 衬 变 为 熔 渣 而 导致 耐火 材料 损毁 。 氧 化 是经 常 发 生 在 电炉 炉 衬 中耐 火材 料 侵 蚀 的一种 特殊形 式 ， 在此 侵蚀 机理 中耐 火 材料 的碳 成 分 由氧 化 铁或 氧气 氧化 而被
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侵蚀。
Ｆｅ ＋Ｃ＝Ｆｅ＋ ＣＯ Ｏ ０２ ２ ＝ ２ Ｃ ＣＯ
、
炉底 、炉 坡 、熔池 高温 钢水 、熔 渣 的侵蚀 和冲 刷 ： 钢 加入 的机械 冲 击 废
渣 线 区
炉门 口下侧、 两侧及出钢 口
除与热点、 渣线区相似的损毁原因外，扒渣 时的侵蚀和冲刷： 吹氧气 的影 响；炉料、熔剂（ 石灰、莹石等） 高温下产生液相、气相对砖的渗
透
电炉 炉盖 （ 炉顶 ） 温 度 急变 ；热 辐射 ；不 同时期 的气 、液 相渗 透和 侵蚀 ２ ）电炉 中耐火 材 料最 普遍 的损 毁机 理 是侵 蚀 、冲 刷 、熔 融 、剥落 和 水化 ，五种 因
所示 。
（ 如渣 线 ） 、及炉 底 是 电弧 炉 的薄弱 环 节 。 炉 顶 耐火 材 料 损 毁 的原 因： 一 是 飞溅
表２１ ． 电炉 部位
热点
、
电炉各部位炉衬损毁 的原因 主要 损毁 原 因
钢水 和熔 渣 的严 重侵 蚀 和 冲刷 ； 加 入 的机械 冲 击 高温 热辐 射和 钢 废钢 水 熔渣的搅拌作用： 同冶炼时期气氛的影响 不
Ｆｅ ＋ Ｍ ｇＯ Ｆｅ Ｍ ｇ ’０ ’ｏ‘ Ｏ
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Ｓ ０２ ２ ｇ ｉ ＋ Ｍ Ｏ ２ ｇ Ｓ ０２ Ｍ Ｏ‘ ｉ Ｃ Ｏ ＋ Ｓ ０２ Ｍ ｇ ａ ｉ ＋ Ｏ＝ Ｃａ ・ ｇ Ｓ ０２ Ｏ Ｍ Ｏ‘ ｉ
素中最主要的是侵蚀 。 电炉耐火材料承受两 种类 型 的侵蚀 。 ① 化学侵蚀 。 氧化 铁 （ｅ Ｆ Ｏ）或渣 中 的酸性 组分 ，例 如二 氧 化硅 与 氧 化 钙 和氧 化 镁 之 间 的化 学 反应 如下 式所 示 ：
物理地磨损或冲刷炉衬而导致 了物理损毁。 在 电炉 的 出钢 口、 线 、电极 口或排气 口平 渣 台等 处冲刷 蚀 损机 理是 最普 遍 的 。 个 更 为错 综 复 杂 的耐 火 材料 损 毁机 理 称之 为剥 落 。 是 由于 炉衬 耐火 材料遭 受 这 迅 速 加 热 和 冷 却 导致 耐 火 材 料 产 生应 力 而
２ 电炉 炉衬 侵蚀 机理及 对其 性 能 的要求
２ １ 电炉 炉衬 侵 蚀机理 ． １ ）炼钢 电弧 炉 的炉 顶 、炉墙 热 点部位
用。常用的耐火材料有高铝砖 、 镁铬砖、白 云石砖、 硅砖等及相应材质的耐火浇注料或 捣打料。 炉墙 热 点部位 的内衬 容易蚀 损 ， 其原 因 是温度 过 高 ，熔渣 、钢 水侵 蚀 严重 ，装 料 时 的冲 击作 用等 。 常用 的耐 火材 料主 要 是各种 碱 性 耐火 材料砌 筑 ， 损坏 时 常进行 喷补 或铲 补。 炉底 损 毁 的主 要 原 因是化 学侵 蚀和 机械 冲 击 。常 用碱性 耐 火捣 打料 或浇 注 料 。 电炉 各 部位 炉 衬损 毁 的 原 因 ，如 表 ２１ ．
物 、炉尘 的侵 蚀作用 ： 是 由于 电极 周 围温 二 度 高 ，炉 顶 温 差 较 大 造成 的熔 蚀 和 热 震 作
１ 日Ｊ ｌ百 电炉 炉 衬 的使 用 寿 命 对 于需 要 连 续 大 规 模 生产 的冶金 、 铸造 企业 来 说具有 重 大意 义 。由于炉龄 是 一项 综合性 指标 ， 龄 的高 炉 低直 接 影 响到钢 产量 的提 高和 原材 料 消耗 ， 因此提 高 电炉 炉 衬 寿 命 、降低 耐 火 材 料 消 耗、提高电炉炉龄己引起人们 的普遍关注。
Ｍｇ Ｏ＋Ｈ２ ０＝ＭｇＯ ２ （ Ｈ）
刷 的恶劣条件下进行的， 因此耐火材料要有 高 的荷 重软 化温 度 。 ３ ）热 稳定 性 电炉熔 炼 时温 度 高 ，而 出钢 后 ，开 出炉 体（ 或旋 转 炉盖） 料 时，温度 由 １０ ℃左 右 进 ６０ 骤然 降至９ ０ 以下 ， 因此要 求 耐火 材料 有 ０℃ 良好 的热 稳 定性 。 ４ ）抗渣 性 电炉熔 炼 是 一个 复 杂 多变 的物 理 化 学 反应 过程 ，为抵 抗 高温 时不 同性质 、 同成 不 分 的炉渣 和钢 液 以及炉 气 的化 学侵蚀 ， 火 耐 材 料必 须 有 良好 的抗渣 性（ 化学 稳定 性） 。 ５ ）耐压 强度 耐 火材 料经 常 受炉料 冲 击 ， 须有 高 的 必 耐压 强度 。 ６ ）导 热率 和 导 电率 为减 少 电炉熔 炼 时 的热 损 失 ， 以降低 电 耗 ，因此 耐 火 材 料 的导 热 率和 导 电率 必 须 低。