直流电弧炉炉底阳极用耐火材料
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导电炉底型电炉其球形炉底是独立的可拆卸 结构，外壳由耐热钢板辊压制成型，钢板内侧由圆 形的扇型紫铜板制成，铜板用螺栓固定在球形炉 底钢板上，每块铜板都焊有导电座，并通过炉底开 出的孔洞伸出炉底，导电座通过螺栓与铺设在炉 子下半部的阳极铜排连接。炉底进行强制风冷， 导电炉底钢板上直接砌筑导电的镁碳砖。
ｅｌｅｃｔｒｏｄｅｓ ａｒｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｐｈｙｓｉｃａｌ ａｎｄ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ａｎｄ ａｐｐｌｉｅａｔｉｏｎ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｔｈｅ ｒｅ· ｆｒａｃｔｏｒｙ ｆｏｒ ｗａｔｅｒ－ｃｏｏｌｉｎｇ ｂｉＨｅｔ ｂｏｔｔｏｍ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅｓ ａｒｅ ｓｔｒｅｓｓｅｄ．ｍｅａｎｗｈｉｌｅ ｔｈｅ ｕｓｅ ｏｆ ｒｅｆｒａｃｔｏｒｙ ｆｏｒ ｔｈｅ ｗａｔｅｒ－ｃｏｏｌｉｎｇ
炉底阳极系统不需空冷，安全可靠，电流分 散，环状钢片很薄，炉底熔损较小，环状钢片结 构还能起到缓冲炉底捣打料热应力，减少炉底 捣打料开裂的作用，中途不用修补，耐材消耗低。 不足之处是砌筑麻烦。１９９８年已有１ ９７０炉的使 用实绩。杭钢９０ ｔ电炉改造后炉底阳极系统属
于此类。 １．４水冷钢棒型
水冷钢棒型电炉由法国ＣＬＥＣＩＭ公司发明， 该装置用１～４根粗钢棒或钢铜复合棒作导体，外 套特殊的镁碳砖套筒砖或高品位镁铝质浇注料预 制件，下端水冷，炉底阳极部分可整体更换。这种 炉底阳极系统的特点是电流集中、强度大，变压器 功率大，产能高，１９９９年已创下了单炉座操作日 产４０炉，双炉座操作Ｅｌ产４８炉的世界记录。水 冷钢棒型炉底阳极还具有中途可以热态修补接 长，寿命较高的特点。目前原版法国ＣＬＥＣＩＭ水 冷钢棒型炉底阳极的最高寿命为２ ０００炉。意大 利ＤＡＮＩＥＬＩ公司对炉底阳极水冷系统进行了创 造性的改进，把炉底阳极水冷系统从炉外移到了 炉内，水冷效果成倍提高，炉底阳极寿命成倍提 高，见图１。改进型炉内水冷钢棒型炉底阳极 １９９９年已创下了５ ２５１炉的高寿命，目前已有 ７ ０００炉的世界纪录。
宝钢１５０ ｔ电炉、江阴兴澄１００ ｔ电炉和杭钢 ９０ ｔ电炉改造前炉底阳极系统均属于炉外水冷钢 棒型炉底阳极。
２水冷钢棒型炉底阳极耐火材料的特点 水冷钢棒型炉底阳极耐火材料的典型设计由
万方数据
７４
宝钢技术
２００８年第１期
炉底阳极套筒砖、炉底捣打料、小炉底捣打料和炉 底阳极根部捣打料４部分组成。 ２．１炉底阳极套简砖
炉底阳极套筒砖是直接套在炉底阳极钢棒外 的关键耐火材料，由于电炉冶炼过程中炉底阳极 钢棒绝大部分熔化处于液相状态，只有末端由于 强制水冷保持固态。因此，炉底阳极套筒砖其实 是炉底阳极液相钢棒的容器。正常情况下，炉底 阳极钢棒液相线处于炉底阳极套筒砖底部以上
２００ ｍｍ，随着炉底阳极套筒砖上端的熔损和套筒 砖孔径扩大，炉底阳极钢棒液相线逐渐下移，下移 到一定位置，炉底阳极钢棒下端检测热电偶发出 温度报警，此时，炉底阳极的寿命结束。
炉底阳极套筒砖的材质有两种，一种是高碳 烧成镁碳砖，其典型的理化性能见表１，另一种是 镁铝尖晶石质浇注料预制件，其典型的理化性能 见表２。
高碳烧成镁碳砖制作炉底阳极套筒砖，其优
Ｔａｂｌｅ １
表１镁碳质套筒砖理化性能
Ｐｈｙｓｉｃａｌ ａｎｄ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ Ｍｇｏ－Ｃ ｓｌｅｅｖｅ
镁铝尖晶石质浇注料预制件制作炉底阳极套
筒砖，其优点是热震稳定性良好，且不含碳，安全 性高，其缺点是高温强度不高，耐蚀性受到限制。 ２．２炉底捣打料
炉底捣打料是直流电弧炉重要的耐火材料， 炉底阳极套筒砖埋于炉底捣打料之中，炉底捣打 料的熔损时刻影响着炉底阳极套筒砖的熔损。典 型的炉底捣打料的理化性能见表３。
电流由接电板流入，经集电板进人触针式炉 底阳极之后，流人钢液熔池。炉底由ＭｇＯ混合料 捣固成型。当炉底阳极烧损到一定程度时，要更 换炉底阳极。钢液出完后，将带有吊耳的钢板投 放到炉底上，冷却后立即清理炉底。
这种炉底阳极系统的特点是安全可靠，电流 分散，炉底熔损均匀，已有１３０ ｔ大型电炉投产。 但风冷结构较复杂，砌筑和修补都比较困难，质量 也不高，冷却强度低，触钎又较粗，所以触钎熔损 较快，炉底寿命不高。宝钢特殊钢分公司１００ ｔ 电炉炉底阳极系统属于此类。 １．３钢片散热型
钢片散热式炉底阳极是由多触针式炉底阳极 的变种，由多块排列成扇形的碳钢薄板直立于炉 底镁质干式整体耐火材料中，由碳钢薄板组成４ 块扇形体等距离配置在炉子底部，各扇形体分别 与电流短网导体相连接。
这种炉底阳极的优点之一是阳极短网导体的 进线端分别位于炉壳底部的四周，这一位置的功 率输出点与电弧的距离非常近。同时，炉底阳极 各扇形体导体的电流大小可单独控制，有利于控 制弧偏吹。优点之二是通过合理地选择炉底阳极 钢板的厚度和表面积之比，可节省炉底阳极的冷 却系统。
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宝钢技术
２００８年第１期
直流电弧炉炉底阳极用耐火材料
（宝钢分公司
严永亮 炼钢厂，上海２００９４１）
摘要：介绍了直流电弧炉目前流行的导电炉底型、多支接触钢钎型、钢片散热型和水冷钢棒型４种类型的 炉底阳极用耐火材料的设计理念和应用情况，并着重剖析了水冷钢棒型炉底阳极用耐火材料的组成结构、理 化性能和应用特点，同时还介绍了宝钢１５０ ｔ超高功率直流电弧炉水冷钢棒型炉底阳极耐火材料的使用状 况，指出存在的缺陷并提出改进的方向：改善炉底阳极套筒砖的高温强度和热震稳定性将是提高炉底阳极套 筒砖寿命的关键，改善镁钙质干式炉底捣打料的高温收缩和高温耐蚀性将是提高炉底捣打料寿命的关键。
图１ 炉外和炉内水冷钢棒型炉底阳极结构对比
Ｆｉｇ．１ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ｏｆ ｗａｔｅｒ－ｃｏｏｌｉｎｇ ｂｉｌｌｅｔ ｂｏｔｔｏｍ ａｎｏｄｅ ｉｎｓｉｄｅ ａｎｄ ｏｕｔｓｉｄｅ ｔｈｅ缸ｍａｃｅ
这种炉底阳极系统的水冷系统的安全措施是 炉底安全的绝对保证，水冷效果是炉底寿命长的 关键，若水冷效果不佳，过高的电流密度和出钢温 度制约着炉底阳极寿命。尤其是炉内水冷型炉底 阳极，水冷必须绝对安全可靠。
关键词：炉底阳极；耐火材料；电炉 中图分类号：ＴＦ＇／４８．４１文献标识码：Ｂ文章编号：１００８—０７１６（２００８）０１—００７２—０５
Ｒｅｆｒａｃｔｏｒｙ ｆｏｒ ＤＣ ＥＡＦ Ｂｏｔｔｏｍ Ａｎｏｄｅ Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅｓ
Ｙａｎ Ｙｏｎｇｌｉａｎｇ
（Ｓｔｅｅｌｍａｋｉｎｇ Ｐｌａｎｔ，Ｂａｏｓｔｅｅｌ Ｂｒａｎｃｈ，Ｓｈａｎｇｈａｉ ２００９４１，Ｃｈｉｎａ）
ＭｇＯ／
竺
７３
Ａ１２０３／Ｆｅ２０３／
丝
丝
２２
０．１
ＣａＯ／
丝
１．２
Ｓｉ０２／
丝
０．５
Ｎａ２０／Ｐ２０５／
丝
丝
１．０
２．０
体积密度／
ｌｇ：！竺：：２
２．８０
显气孔率／ 丝
＜１７
３００。Ｃ干后耐
堡堡壅』堕坠
８０
ｌ ５００。Ｃ烧后耐
堡塑塑竺垦
４０
点是热震稳定性良好，而热震稳定性是炉底阳极 套筒砖最重要的性能，其缺点有两个方面，一是随 着碳不断向钢水中溶解，后期耐蚀性不高，寿命受 到较大限制；二是随着碳不断往外渗透，会危及炉 底阳极水冷铜套的绝缘层，造成绝缘层的不断碳 化，有短路和漏电的隐患，炉底阳极安全性不高。
ｍｉｎｇ ｍａｔｅｒｉａｌｓ’ｌｉｆｅ ｔｏ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅｉｒ ｃｏｎｔｒａｃｔｉｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ａｔ ｈｉｓｈ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｂｏｔｔｏｍ ａｎｏｄｅ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ；ｒｅｆｒａｃｔｏｒｙ；ｅｌｅｃｔｒｉｃ ａｒｃ ｆｕｒｎａｃｅ（ＥＡＦ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｉｄｅａ ａｎｄ ａｐｐｌｉｅａｔｉｏｎｓ ｏｆ ｆｏｕｒ ｔｙｐｅｓ ｏｆ ｒｅｆｒａｃｔｏｒｙ ｆｏｒ ｂｏｔｔｏｍ ａｎｏｄｅ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅｓ ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｃｏｎ－
ｄｕｅｔｉｎｇ ｂｏｔｔｏｍ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅｓ，ｔｈｉｎ－ｐｏｌｅ ｂｏｔｔｏｍ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅｓ，ｓｔｅｅｌ－ｓｈｅｅｔ ｂｏｔｔｏｍ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅｓ ａｎｄ ｗａｔｅｒ－ｃｏｏｌｉｎｇ ｂｉｌｌｅｔ ｂｏｔｔｏｍ
广州钢铁有限公司６０ ｔ电炉和浦钢１００ ｔ电 炉底阳极系统属于此类。 １．２多支接触钢钎型
多支接触钢钎型电炉炉底阳极由触针、集电 板、导风箱等部件组成。炉底阳极由８０～２００根 圆形钢钎组成，钢钎末端加工成螺纹以便固定在 炉底集电板上，同时与阳极短网导体连接成炉子 的阳极。钢钎下端与集电板的连接处进行强制 风冷。
ｂｉｌｌｅｔ ｂｏｔｔｏｍ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ ｆｏｒ Ｂａｏｓｔｅｅｌ’Ｓ １５０ ｔ ＤＣ ＥＡＦ ｉｓ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｅｘｉｓｔｉｎｇ ｄｅｆｅｃｔｓ ａｎｄ ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ ｄｉｒｅｃ－ ｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｒｅｆｒａｃｔｏｒｙ ａ弛ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．Ｉｔ ｗｉｌｌ ｂｅ ｔｈｅ ｋｅｙ ｉｎ ｅｘｔｅｎｄｉｎｇ ｌｉｆｅ ｏｆ ｓｌｅｅｖｅ ｒｅｆｒａｃｔｏｒｙ ｆｏｒ ｂｏｔｔｏｍ ａｎｏｄｅ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅｓ ｔｏ ｉｍｐｒｏｖｅ ｉｔｓ ｈｉｇｈ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ａｎｄ ｔｈｅｒｍａｌ ｓｈｏｃｋ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ．Ｉｔ ｗｉｌｌ ｂｅ ｔｈｅ ｋｅｙ ｉｎ ｅｘｔｅｎｄｉｎｇ ｔｈｅ ｂｏｔｔｏｍ ｒａｍ－
这种炉底阳极系统的特点是电流密度低。炉 底耐材熔损均匀，修补方便，良好的操作和维护可 以达来自百度文库很高的炉底寿命。但由于镁碳质耐火材料 导体电阻率较大，过高的功率、电流强度将使镁碳
万方数据
严永亮直流电弧炉炉底阳极用耐火材料
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质耐火材料熔损迅速加快，炉底寿命受到变压器 功率和电流强度的制约。另外，炉底镁碳砖砌筑 接触不良、使用时间长、炉底留渣等均严莺影响启 动性能。导电炉底型电炉还存在炉底耐材修补量 大的不足。
表３镁钙质捣打料理化性能
Ｔａｂｌｅ ３ Ｐｈｙｓｉｃａｌ ａｎｄ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ Ｍｇｏ－ＣａＯ ｒａｍｍｉｎｇ ｍａｔｅｒｉａｌ
炉底捣打料的特点是低温、中温下无结合剂， 呈松散状态，施工灵活方便。高温下迅速烧结，陶 瓷结合。烧结层较薄，一般只有１００～１５０ ｍｍ，易 于清理和修补。烧结性良好，使用过程中烧结致 密化，具有良好的烧结强度。 ２．３小炉底捣打料
小炉底捣打料位于炉底中心位置，在炉底捣 打料下面，紧紧包裹着炉底阳极套筒砖，是炉底的 最后一道屏障。其理化性能与炉底捣打料类似。
为了取得较高的施工密度，使用气动捣打锤 捣打施工，因此小炉底捣打料外加了一种有机结 合剂，使其在常温下具有一定的强度，也便于小炉
底整体拆卸安装和离线施工。另外，在颗粒级配 上也达到了最佳化，以取得最佳的堆积密度。
０前言 ２０世纪８０年代以来，西方发达国家出于环
保理念、废钢资源丰富、廉价电能、建设投资省、回 收周期短等因素的考虑，电炉短流程炼钢生产技 术得到迅速的发展。目前，电炉炼钢产量已占世 界钢铁总产量的３４％，个别发达国家电炉钢产量 比重达到５４％，电炉炼钢预计将作为主要的炼钢 方式逐步取代转炉。
电炉生产技术普遍采用了复合吹炼、氧枪助 熔、氧油烧嘴、竖式电炉、双炉座双电极电炉、水冷 炉壁、水冷炉盖、底吹氩搅拌、废钢预热、泡沫渣埋 弧操作、密闭罩除尘隔音以及偏心炉底出钢等一 系列新技术、新工艺和新设备。９０年代以来，直 流电弧炉得到了迅速的发展。
严永亮高工１９６８年生１９９０年毕业于浙江大学 现从事耐火材料研究工作电话２６６４９９２７ Ｅ－ｍａｉｌ ｙａｎｙｌｂａｏｓｔｅｅｌ＠ｓｉｎａ．ｃ哪
Ｉ 直流电弧炉炉底阳极耐火材料的设计和应用 直流电弧炉关键装置是炉底阳极系统。由于
它是阳极，既要具有良好的导电性能，又要求与炉 壳绝缘，并保证绝对安全，以确保电炉长期稳定地 运行。目前，全球直流电弧炉底阳极结构基本上 有以下４种类型。 １．１导电炉底型
小炉底捣打料高温下迅速烧结，陶瓷结合。 烧结层较薄，一般只有１００～１５０ ｍｍ，易于清理和 修补。烧结性良好，使用过程中烧结致密化，具有 良好的烧结强度。 ２．４炉底阳极根部捣打料
ｅｌｅｃｔｒｏｄｅｓ ａｒｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｐｈｙｓｉｃａｌ ａｎｄ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ａｎｄ ａｐｐｌｉｅａｔｉｏｎ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｔｈｅ ｒｅ· ｆｒａｃｔｏｒｙ ｆｏｒ ｗａｔｅｒ－ｃｏｏｌｉｎｇ ｂｉＨｅｔ ｂｏｔｔｏｍ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅｓ ａｒｅ ｓｔｒｅｓｓｅｄ．ｍｅａｎｗｈｉｌｅ ｔｈｅ ｕｓｅ ｏｆ ｒｅｆｒａｃｔｏｒｙ ｆｏｒ ｔｈｅ ｗａｔｅｒ－ｃｏｏｌｉｎｇ
炉底阳极系统不需空冷，安全可靠，电流分 散，环状钢片很薄，炉底熔损较小，环状钢片结 构还能起到缓冲炉底捣打料热应力，减少炉底 捣打料开裂的作用，中途不用修补，耐材消耗低。 不足之处是砌筑麻烦。１９９８年已有１ ９７０炉的使 用实绩。杭钢９０ ｔ电炉改造后炉底阳极系统属
于此类。 １．４水冷钢棒型
水冷钢棒型电炉由法国ＣＬＥＣＩＭ公司发明， 该装置用１～４根粗钢棒或钢铜复合棒作导体，外 套特殊的镁碳砖套筒砖或高品位镁铝质浇注料预 制件，下端水冷，炉底阳极部分可整体更换。这种 炉底阳极系统的特点是电流集中、强度大，变压器 功率大，产能高，１９９９年已创下了单炉座操作日 产４０炉，双炉座操作Ｅｌ产４８炉的世界记录。水 冷钢棒型炉底阳极还具有中途可以热态修补接 长，寿命较高的特点。目前原版法国ＣＬＥＣＩＭ水 冷钢棒型炉底阳极的最高寿命为２ ０００炉。意大 利ＤＡＮＩＥＬＩ公司对炉底阳极水冷系统进行了创 造性的改进，把炉底阳极水冷系统从炉外移到了 炉内，水冷效果成倍提高，炉底阳极寿命成倍提 高，见图１。改进型炉内水冷钢棒型炉底阳极 １９９９年已创下了５ ２５１炉的高寿命，目前已有 ７ ０００炉的世界纪录。
宝钢１５０ ｔ电炉、江阴兴澄１００ ｔ电炉和杭钢 ９０ ｔ电炉改造前炉底阳极系统均属于炉外水冷钢 棒型炉底阳极。
２水冷钢棒型炉底阳极耐火材料的特点 水冷钢棒型炉底阳极耐火材料的典型设计由
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炉底阳极套筒砖、炉底捣打料、小炉底捣打料和炉 底阳极根部捣打料４部分组成。 ２．１炉底阳极套简砖
炉底阳极套筒砖是直接套在炉底阳极钢棒外 的关键耐火材料，由于电炉冶炼过程中炉底阳极 钢棒绝大部分熔化处于液相状态，只有末端由于 强制水冷保持固态。因此，炉底阳极套筒砖其实 是炉底阳极液相钢棒的容器。正常情况下，炉底 阳极钢棒液相线处于炉底阳极套筒砖底部以上
２００ ｍｍ，随着炉底阳极套筒砖上端的熔损和套筒 砖孔径扩大，炉底阳极钢棒液相线逐渐下移，下移 到一定位置，炉底阳极钢棒下端检测热电偶发出 温度报警，此时，炉底阳极的寿命结束。
炉底阳极套筒砖的材质有两种，一种是高碳 烧成镁碳砖，其典型的理化性能见表１，另一种是 镁铝尖晶石质浇注料预制件，其典型的理化性能 见表２。
高碳烧成镁碳砖制作炉底阳极套筒砖，其优
Ｔａｂｌｅ １
表１镁碳质套筒砖理化性能
Ｐｈｙｓｉｃａｌ ａｎｄ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ Ｍｇｏ－Ｃ ｓｌｅｅｖｅ
镁铝尖晶石质浇注料预制件制作炉底阳极套
筒砖，其优点是热震稳定性良好，且不含碳，安全 性高，其缺点是高温强度不高，耐蚀性受到限制。 ２．２炉底捣打料
炉底捣打料是直流电弧炉重要的耐火材料， 炉底阳极套筒砖埋于炉底捣打料之中，炉底捣打 料的熔损时刻影响着炉底阳极套筒砖的熔损。典 型的炉底捣打料的理化性能见表３。
电流由接电板流入，经集电板进人触针式炉 底阳极之后，流人钢液熔池。炉底由ＭｇＯ混合料 捣固成型。当炉底阳极烧损到一定程度时，要更 换炉底阳极。钢液出完后，将带有吊耳的钢板投 放到炉底上，冷却后立即清理炉底。
这种炉底阳极系统的特点是安全可靠，电流 分散，炉底熔损均匀，已有１３０ ｔ大型电炉投产。 但风冷结构较复杂，砌筑和修补都比较困难，质量 也不高，冷却强度低，触钎又较粗，所以触钎熔损 较快，炉底寿命不高。宝钢特殊钢分公司１００ ｔ 电炉炉底阳极系统属于此类。 １．３钢片散热型
钢片散热式炉底阳极是由多触针式炉底阳极 的变种，由多块排列成扇形的碳钢薄板直立于炉 底镁质干式整体耐火材料中，由碳钢薄板组成４ 块扇形体等距离配置在炉子底部，各扇形体分别 与电流短网导体相连接。
这种炉底阳极的优点之一是阳极短网导体的 进线端分别位于炉壳底部的四周，这一位置的功 率输出点与电弧的距离非常近。同时，炉底阳极 各扇形体导体的电流大小可单独控制，有利于控 制弧偏吹。优点之二是通过合理地选择炉底阳极 钢板的厚度和表面积之比，可节省炉底阳极的冷 却系统。
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２００８年第１期
直流电弧炉炉底阳极用耐火材料
（宝钢分公司
严永亮 炼钢厂，上海２００９４１）
摘要：介绍了直流电弧炉目前流行的导电炉底型、多支接触钢钎型、钢片散热型和水冷钢棒型４种类型的 炉底阳极用耐火材料的设计理念和应用情况，并着重剖析了水冷钢棒型炉底阳极用耐火材料的组成结构、理 化性能和应用特点，同时还介绍了宝钢１５０ ｔ超高功率直流电弧炉水冷钢棒型炉底阳极耐火材料的使用状 况，指出存在的缺陷并提出改进的方向：改善炉底阳极套筒砖的高温强度和热震稳定性将是提高炉底阳极套 筒砖寿命的关键，改善镁钙质干式炉底捣打料的高温收缩和高温耐蚀性将是提高炉底捣打料寿命的关键。
图１ 炉外和炉内水冷钢棒型炉底阳极结构对比
Ｆｉｇ．１ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ｏｆ ｗａｔｅｒ－ｃｏｏｌｉｎｇ ｂｉｌｌｅｔ ｂｏｔｔｏｍ ａｎｏｄｅ ｉｎｓｉｄｅ ａｎｄ ｏｕｔｓｉｄｅ ｔｈｅ缸ｍａｃｅ
这种炉底阳极系统的水冷系统的安全措施是 炉底安全的绝对保证，水冷效果是炉底寿命长的 关键，若水冷效果不佳，过高的电流密度和出钢温 度制约着炉底阳极寿命。尤其是炉内水冷型炉底 阳极，水冷必须绝对安全可靠。
关键词：炉底阳极；耐火材料；电炉 中图分类号：ＴＦ＇／４８．４１文献标识码：Ｂ文章编号：１００８—０７１６（２００８）０１—００７２—０５
Ｒｅｆｒａｃｔｏｒｙ ｆｏｒ ＤＣ ＥＡＦ Ｂｏｔｔｏｍ Ａｎｏｄｅ Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅｓ
Ｙａｎ Ｙｏｎｇｌｉａｎｇ
（Ｓｔｅｅｌｍａｋｉｎｇ Ｐｌａｎｔ，Ｂａｏｓｔｅｅｌ Ｂｒａｎｃｈ，Ｓｈａｎｇｈａｉ ２００９４１，Ｃｈｉｎａ）
ＭｇＯ／
竺
７３
Ａ１２０３／Ｆｅ２０３／
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１．２
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１．０
２．０
体积密度／
ｌｇ：！竺：：２
２．８０
显气孔率／ 丝
＜１７
３００。Ｃ干后耐
堡堡壅』堕坠
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ｌ ５００。Ｃ烧后耐
堡塑塑竺垦
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点是热震稳定性良好，而热震稳定性是炉底阳极 套筒砖最重要的性能，其缺点有两个方面，一是随 着碳不断向钢水中溶解，后期耐蚀性不高，寿命受 到较大限制；二是随着碳不断往外渗透，会危及炉 底阳极水冷铜套的绝缘层，造成绝缘层的不断碳 化，有短路和漏电的隐患，炉底阳极安全性不高。
ｍｉｎｇ ｍａｔｅｒｉａｌｓ’ｌｉｆｅ ｔｏ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅｉｒ ｃｏｎｔｒａｃｔｉｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ａｔ ｈｉｓｈ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｂｏｔｔｏｍ ａｎｏｄｅ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ；ｒｅｆｒａｃｔｏｒｙ；ｅｌｅｃｔｒｉｃ ａｒｃ ｆｕｒｎａｃｅ（ＥＡＦ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｉｄｅａ ａｎｄ ａｐｐｌｉｅａｔｉｏｎｓ ｏｆ ｆｏｕｒ ｔｙｐｅｓ ｏｆ ｒｅｆｒａｃｔｏｒｙ ｆｏｒ ｂｏｔｔｏｍ ａｎｏｄｅ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅｓ ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｃｏｎ－
ｄｕｅｔｉｎｇ ｂｏｔｔｏｍ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅｓ，ｔｈｉｎ－ｐｏｌｅ ｂｏｔｔｏｍ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅｓ，ｓｔｅｅｌ－ｓｈｅｅｔ ｂｏｔｔｏｍ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅｓ ａｎｄ ｗａｔｅｒ－ｃｏｏｌｉｎｇ ｂｉｌｌｅｔ ｂｏｔｔｏｍ
广州钢铁有限公司６０ ｔ电炉和浦钢１００ ｔ电 炉底阳极系统属于此类。 １．２多支接触钢钎型
多支接触钢钎型电炉炉底阳极由触针、集电 板、导风箱等部件组成。炉底阳极由８０～２００根 圆形钢钎组成，钢钎末端加工成螺纹以便固定在 炉底集电板上，同时与阳极短网导体连接成炉子 的阳极。钢钎下端与集电板的连接处进行强制 风冷。
ｂｉｌｌｅｔ ｂｏｔｔｏｍ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ ｆｏｒ Ｂａｏｓｔｅｅｌ’Ｓ １５０ ｔ ＤＣ ＥＡＦ ｉｓ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｅｘｉｓｔｉｎｇ ｄｅｆｅｃｔｓ ａｎｄ ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ ｄｉｒｅｃ－ ｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｒｅｆｒａｃｔｏｒｙ ａ弛ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．Ｉｔ ｗｉｌｌ ｂｅ ｔｈｅ ｋｅｙ ｉｎ ｅｘｔｅｎｄｉｎｇ ｌｉｆｅ ｏｆ ｓｌｅｅｖｅ ｒｅｆｒａｃｔｏｒｙ ｆｏｒ ｂｏｔｔｏｍ ａｎｏｄｅ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅｓ ｔｏ ｉｍｐｒｏｖｅ ｉｔｓ ｈｉｇｈ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ａｎｄ ｔｈｅｒｍａｌ ｓｈｏｃｋ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ．Ｉｔ ｗｉｌｌ ｂｅ ｔｈｅ ｋｅｙ ｉｎ ｅｘｔｅｎｄｉｎｇ ｔｈｅ ｂｏｔｔｏｍ ｒａｍ－
这种炉底阳极系统的特点是电流密度低。炉 底耐材熔损均匀，修补方便，良好的操作和维护可 以达来自百度文库很高的炉底寿命。但由于镁碳质耐火材料 导体电阻率较大，过高的功率、电流强度将使镁碳
万方数据
严永亮直流电弧炉炉底阳极用耐火材料
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质耐火材料熔损迅速加快，炉底寿命受到变压器 功率和电流强度的制约。另外，炉底镁碳砖砌筑 接触不良、使用时间长、炉底留渣等均严莺影响启 动性能。导电炉底型电炉还存在炉底耐材修补量 大的不足。
表３镁钙质捣打料理化性能
Ｔａｂｌｅ ３ Ｐｈｙｓｉｃａｌ ａｎｄ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ Ｍｇｏ－ＣａＯ ｒａｍｍｉｎｇ ｍａｔｅｒｉａｌ
炉底捣打料的特点是低温、中温下无结合剂， 呈松散状态，施工灵活方便。高温下迅速烧结，陶 瓷结合。烧结层较薄，一般只有１００～１５０ ｍｍ，易 于清理和修补。烧结性良好，使用过程中烧结致 密化，具有良好的烧结强度。 ２．３小炉底捣打料
小炉底捣打料位于炉底中心位置，在炉底捣 打料下面，紧紧包裹着炉底阳极套筒砖，是炉底的 最后一道屏障。其理化性能与炉底捣打料类似。
为了取得较高的施工密度，使用气动捣打锤 捣打施工，因此小炉底捣打料外加了一种有机结 合剂，使其在常温下具有一定的强度，也便于小炉
底整体拆卸安装和离线施工。另外，在颗粒级配 上也达到了最佳化，以取得最佳的堆积密度。
０前言 ２０世纪８０年代以来，西方发达国家出于环
保理念、废钢资源丰富、廉价电能、建设投资省、回 收周期短等因素的考虑，电炉短流程炼钢生产技 术得到迅速的发展。目前，电炉炼钢产量已占世 界钢铁总产量的３４％，个别发达国家电炉钢产量 比重达到５４％，电炉炼钢预计将作为主要的炼钢 方式逐步取代转炉。
电炉生产技术普遍采用了复合吹炼、氧枪助 熔、氧油烧嘴、竖式电炉、双炉座双电极电炉、水冷 炉壁、水冷炉盖、底吹氩搅拌、废钢预热、泡沫渣埋 弧操作、密闭罩除尘隔音以及偏心炉底出钢等一 系列新技术、新工艺和新设备。９０年代以来，直 流电弧炉得到了迅速的发展。
严永亮高工１９６８年生１９９０年毕业于浙江大学 现从事耐火材料研究工作电话２６６４９９２７ Ｅ－ｍａｉｌ ｙａｎｙｌｂａｏｓｔｅｅｌ＠ｓｉｎａ．ｃ哪
Ｉ 直流电弧炉炉底阳极耐火材料的设计和应用 直流电弧炉关键装置是炉底阳极系统。由于
它是阳极，既要具有良好的导电性能，又要求与炉 壳绝缘，并保证绝对安全，以确保电炉长期稳定地 运行。目前，全球直流电弧炉底阳极结构基本上 有以下４种类型。 １．１导电炉底型
小炉底捣打料高温下迅速烧结，陶瓷结合。 烧结层较薄，一般只有１００～１５０ ｍｍ，易于清理和 修补。烧结性良好，使用过程中烧结致密化，具有 良好的烧结强度。 ２．４炉底阳极根部捣打料