Yêu cầu chung đối với vật liệu chịu lửa dùng cho lò hồ quang điện là:
(1) Độ khúc xạ phải cao. Nhiệt độ hồ quang vượt quá 4000°C, nhiệt độ luyện thép là 1500 ~ 1750°C, đôi khi lên tới 2000°C nên vật liệu chịu lửa đòi hỏi phải có độ chịu lửa cao.
(2) Nhiệt độ làm mềm dưới tải phải cao. Lò điện hoạt động trong điều kiện tải nhiệt độ cao, thân lò phải chịu được sự ăn mòn của thép nóng chảy nên vật liệu chịu lửa bắt buộc phải có nhiệt độ hóa mềm khi chịu tải cao.
(3) Cường độ nén phải cao. Lớp lót lò điện bị ảnh hưởng bởi tác động của điện tích trong quá trình nạp, áp suất tĩnh của thép nóng chảy trong quá trình nấu chảy, sự ăn mòn của dòng thép trong quá trình khai thác và rung động cơ học trong quá trình vận hành. Vì vậy, vật liệu chịu lửa đòi hỏi phải có cường độ chịu nén cao.
(4) Độ dẫn nhiệt phải nhỏ. Để giảm tổn thất nhiệt của lò điện và giảm tiêu thụ điện năng, vật liệu chịu lửa phải có độ dẫn nhiệt kém, nghĩa là hệ số dẫn nhiệt phải nhỏ.
(5) Độ ổn định nhiệt phải tốt. Trong vòng vài phút từ khi khai thác đến nạp điện trong luyện thép lò điện, nhiệt độ giảm mạnh từ khoảng 1600°C xuống dưới 900°C, do đó vật liệu chịu lửa bắt buộc phải có độ ổn định nhiệt tốt.
(6) Khả năng chống ăn mòn mạnh. Trong quá trình luyện thép, xỉ, khí lò và thép nóng chảy đều có tác dụng ăn mòn hóa học mạnh đối với vật liệu chịu lửa nên vật liệu chịu lửa bắt buộc phải có khả năng chống ăn mòn tốt.
Lựa chọn vật liệu chịu lửa cho tường bên
Gạch MgO-C thường được sử dụng để xây các bức tường bên của lò điện không có tường làm mát bằng nước. Các điểm nóng và đường xỉ có điều kiện vận hành khắc nghiệt nhất. Chúng không chỉ bị ăn mòn và ăn mòn nghiêm trọng bởi thép và xỉ nóng chảy, cũng như bị tác động cơ học nghiêm trọng khi thêm phế liệu vào mà còn chịu bức xạ nhiệt từ hồ quang. Vì vậy, những bộ phận này được xây dựng bằng gạch MgO-C với hiệu suất tuyệt vời.
Đối với các vách bên của lò điện có vách làm mát bằng nước, do sử dụng công nghệ làm mát bằng nước nên tải nhiệt tăng lên và điều kiện sử dụng cũng khắt khe hơn. Vì vậy nên lựa chọn gạch MgO-C có khả năng chống xỉ tốt, ổn định sốc nhiệt và dẫn nhiệt cao. Hàm lượng carbon của chúng là 10% ~ 20%.
Vật liệu chịu lửa cho vách bên của lò điện công suất cực cao
Các bức tường bên của lò điện công suất cực cao (lò UHP) hầu hết được xây bằng gạch MgO-C, còn các khu vực điểm nóng và đường xỉ được xây bằng gạch MgO-C có hiệu suất tuyệt vời (chẳng hạn như ma trận carbon đầy đủ MgO-C gạch). Cải thiện đáng kể tuổi thọ sử dụng của nó.
Mặc dù tải trọng của thành lò đã giảm do những cải tiến trong phương pháp vận hành lò điện, nhưng vật liệu chịu lửa vẫn khó kéo dài tuổi thọ của các điểm nóng khi vận hành trong điều kiện luyện lò UHP. Vì vậy, công nghệ làm mát bằng nước đã được phát triển và ứng dụng. Đối với lò điện sử dụng taro EBT, diện tích làm mát bằng nước đạt 70%, nhờ đó giảm đáng kể việc sử dụng vật liệu chịu lửa. Công nghệ làm mát bằng nước hiện đại đòi hỏi gạch MgO-C có khả năng dẫn nhiệt tốt. Nhựa đường, gạch magie liên kết nhựa và gạch MgO-C (hàm lượng carbon 5% -25%) được sử dụng để xây các bức tường bên của lò điện. Trong điều kiện oxy hóa nghiêm trọng, chất chống oxy hóa được thêm vào.
Đối với các khu vực điểm nóng bị hư hại nặng nề nhất do phản ứng oxi hóa khử, gạch MgO-C với magnesit nung chảy tinh thể lớn làm nguyên liệu thô, hàm lượng carbon lớn hơn 20% và ma trận carbon đầy đủ được sử dụng để xây dựng.
Sự phát triển mới nhất của gạch MgO-C cho lò điện UHP là sử dụng quá trình nung ở nhiệt độ cao và sau đó ngâm tẩm nhựa đường để sản xuất ra cái gọi là gạch MgO-C nung nhựa đường. Như có thể thấy trong Bảng 2, so với gạch không ngâm tẩm, hàm lượng carbon dư của gạch MgO-C nung sau khi ngâm tẩm và tái cacbon hóa nhựa đường tăng khoảng 1%, độ xốp giảm 1%, cường độ uốn và áp suất ở nhiệt độ cao. Sức đề kháng đã được cải thiện đáng kể nên có độ bền cao.
Vật liệu chịu lửa magiê cho tường bên lò điện
Lớp lót lò điện được chia thành kiềm và axit. Cái trước sử dụng vật liệu chịu lửa kiềm (như vật liệu chịu lửa magie và MgO-CaO) làm lớp lót lò, trong khi cái sau sử dụng gạch silica, cát thạch anh, bùn trắng, v.v. để xây lớp lót lò.
Lưu ý: Đối với vật liệu lót lò, lò điện kiềm sử dụng vật liệu chịu lửa kiềm, lò điện axit sử dụng vật liệu chịu lửa axit.
Thời gian đăng: Oct-12-2023
