Các yêu cầu chung đối với vật liệu chịu lửa cho lò hồ quang điện là:
(1) Độ chịu lửa phải cao. Nhiệt độ hồ quang vượt quá 4000°C, nhiệt độ luyện thép là 1500~1750°C, đôi khi lên tới 2000°C, do đó vật liệu chịu lửa 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, do đó vật liệu chịu lửa cần có nhiệt độ làm mềm dưới tải cao.
(3) Cường độ nén phải cao. Lớp lót lò điện chịu ảnh hưởng của va đập của điện tích trong quá trình nạp, áp suất tĩnh của thép nóng chảy trong quá trình nấu chảy, sự xói mòn dòng chảy thép trong quá trình khai thác và rung động cơ học trong quá trình vận hành. Do đó, vật liệu chịu lửa yêu cầu phải có cường độ nén cao.
(4) Hệ số dẫn nhiệt phải nhỏ. Để giảm tổn thất nhiệt của lò điện và giảm điện năng tiêu thụ, vật liệu chịu lửa phải có hệ số dẫn nhiệt kém, tức là hệ số dẫn nhiệt phải nhỏ.
(5) Độ ổn định nhiệt phải tốt. Trong quá trình luyện thép bằng lò điện, chỉ trong vài phút từ khi khai thác đến khi nạp liệu, nhiệt độ giảm mạnh từ khoảng 1600°C xuống dưới 900°C, do đó vật liệu chịu lửa cần 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, do đó vật liệu chịu lửa cần 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 tường bên của lò điện không có tường làm mát bằng nước. Các điểm nóng và đường ống xỉ là những nơi có điều kiện vận hành khắc nghiệt nhất. Chúng không chỉ bị ăn mòn và xói mòn nghiêm trọng bởi thép nóng chảy và xỉ, mà còn chịu tác động cơ học mạnh mẽ khi thêm phế liệu, mà còn chịu bức xạ nhiệt từ hồ quang. Do đó, các bộ phận này được xây dựng bằng gạch MgO-C với hiệu suất tuyệt vời.
Đối với tường bên của lò điện có tường 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. Do đó, nên chọn gạch MgO-C có khả năng chống xỉ tốt, ổn định sốc nhiệt và độ dẫn nhiệt cao. Hàm lượng cacbon trong gạch từ 10% đến 20%.
Vật liệu chịu lửa cho tường bên của lò điện công suất cực cao
Thành bên của lò điện công suất cực cao (lò UHP) chủ yếu được xây bằng gạch MgO-C, còn các điểm nóng và khu vực đường xỉ được xây bằng gạch MgO-C có hiệu suất tuyệt vời (chẳng hạn như gạch MgO-C ma trận cacbon toàn phần). Tuổi thọ của lò được cải thiện đáng kể.
Mặc dù tải trọng thành lò đã giảm nhờ những cải tiến trong phương pháp vận hành lò điện, nhưng vật liệu chịu lửa vẫn khó có thể kéo dài tuổi thọ của các điểm nóng khi vận hành trong điều kiện luyện lò UHP. Do đó, công nghệ làm mát bằng nước đã được phát triển và ứng dụng. Đối với lò điện sử dụng vòi phun EBT, diện tích làm mát bằng nước đạt 70%, do đó giảm đáng kể việc sử dụng vật liệu chịu lửa. Công nghệ làm mát bằng nước hiện đại yêu cầu gạch MgO-C có độ dẫn nhiệt tốt. Nhựa đường, gạch magnesia liên kết nhựa và gạch MgO-C (hàm lượng cacbon 5%-25%) được sử dụng để xây tường bên của lò điện. Trong điều kiện oxy hóa khắc nghiệt, chất chống oxy hóa được bổ sung.
Đối với các khu vực điểm nóng bị hư hại nặng nề nhất do phản ứng oxy hóa khử, gạch MgO-C có nguyên liệu là magnesit kết tinh lớn, hàm lượng cacbon lớn hơn 20% và ma trận cacbon đầy đủ được sử dụng để xây dựng.
Phát triển mới nhất của gạch MgO-C cho lò điện UHP là sử dụng phương pháp nung ở nhiệt độ cao và sau đó tẩm nhựa đường để sản xuất ra loại gạch MgO-C tẩm nhựa đường đã nung. Như có thể thấy từ Bảng 2, so với gạch không tẩm, hàm lượng cacbon còn lại của gạch MgO-C đã nung sau khi tẩm nhựa đường và cacbon hóa tăng khoảng 1%, độ xốp giảm 1%, cường độ uốn ở nhiệt độ cao và khả năng chịu áp lực cũng được cải thiện đáng kể, do đó có độ bền cao.
Vật liệu chịu lửa magie cho tường bên lò điện
Lớp lót lò điện được chia thành lớp lót lò điện kiềm và lớp lót lò điện axit. Lớp lót lò điện kiềm sử dụng vật liệu chịu lửa kiềm (như magie và vật liệu chịu lửa MgO-CaO), trong khi lớp lót lò điện axit sử dụng gạch silica, cát thạch anh, bùn trắng, v.v. để xây dựng 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: 12-10-2023
