Opći zahtjevi za vatrostalne materijale za elektrolučne peći su:
(1) Vatrostalnost treba biti visoka. Temperatura luka prelazi 4000 °C, a temperatura proizvodnje čelika je 1500~1750 °C, ponekad i do 2000 °C, pa se od vatrostalnih materijala zahtijeva visoka vatrostalnost.
(2) Temperatura omekšavanja pod opterećenjem treba biti visoka. Električna peć radi pod uvjetima visokog temperaturnog opterećenja, a tijelo peći mora izdržati eroziju rastaljenog čelika, pa se od vatrostalnog materijala zahtijeva visoka temperatura omekšavanja pod opterećenjem.
(3) Tlačna čvrstoća treba biti visoka. Na oblogu električne peći utječu udar uloška tijekom punjenja, statički tlak rastaljenog čelika tijekom taljenja, erozija toka čelika tijekom izlijevanja i mehaničke vibracije tijekom rada. Stoga se od vatrostalnog materijala zahtijeva visoka tlačna čvrstoća.
(4) Toplinska vodljivost treba biti mala. Kako bi se smanjio gubitak topline električne peći i smanjila potrošnja energije, vatrostalni materijal mora imati slabu toplinsku vodljivost, odnosno koeficijent toplinske vodljivosti treba biti mali.
(5) Toplinska stabilnost treba biti dobra. Unutar nekoliko minuta od izlijevanja do punjenja u proizvodnji čelika u električnoj peći, temperatura naglo pada s oko 1600 °C na ispod 900 °C, stoga se od vatrostalnih materijala zahtijeva dobra toplinska stabilnost.
(6) Jaka otpornost na koroziju. Tijekom procesa proizvodnje čelika, troska, plin iz peći i rastaljeni čelik imaju snažne kemijske erozivne učinke na vatrostalne materijale, stoga se od vatrostalnih materijala zahtijeva dobra otpornost na koroziju.
Izbor vatrostalnih materijala za bočne zidove
MgO-C opeke se obično koriste za izgradnju bočnih stijenki električnih peći bez stijenki za hlađenje vodom. Vruće točke i linije troske imaju najteže uvjete rada. Ne samo da su jako korodirane i erodirane rastaljenim čelikom i troskom, već su i jako mehanički oštećene dodavanjem otpada, već su i izložene toplinskom zračenju iz luka. Stoga su ovi dijelovi izrađeni od MgO-C opeka s izvrsnim performansama.
Za bočne stijenke električnih peći s vodom hlađenim stijenkama, zbog korištenja tehnologije vodenog hlađenja, toplinsko opterećenje se povećava, a uvjeti upotrebe su stroži. Stoga treba odabrati MgO-C opeke s dobrom otpornošću na trosku, stabilnošću na toplinske udare i visokom toplinskom vodljivošću. Njihov sadržaj ugljika je 10%~20%.
Vatrostalni materijali za bočne stijenke ultra-snažnih električnih peći
Bočne stijenke ultra-snažnih električnih peći (UHP peći) uglavnom su izgrađene od MgO-C opeka, a vruće točke i područja linije troske izgrađene su od MgO-C opeka s izvrsnim performansama (kao što su MgO-C opeke s punom ugljičnom matricom). Značajno poboljšavaju njihov vijek trajanja.
Iako je opterećenje stijenki peći smanjeno zbog poboljšanja metoda rada električnih peći, još uvijek je teško produžiti vijek trajanja vatrostalnih materijala pri radu u uvjetima taljenja UHP peći. Stoga je razvijena i primijenjena tehnologija hlađenja vodom. Za električne peći koje koriste EBT ispuštanje, površina hlađenja vodom doseže 70%, čime se uvelike smanjuje upotreba vatrostalnih materijala. Moderna tehnologija hlađenja vodom zahtijeva MgO-C opeke s dobrom toplinskom vodljivošću. Asfalt, magnezijeve opeke vezane smolom i MgO-C opeke (sadržaj ugljika 5%-25%) koriste se za izgradnju bočnih stijenki električne peći. U uvjetima jake oksidacije dodaju se antioksidansi.
Za žarišna područja najteže oštećena redoks reakcijama, za gradnju se koriste MgO-C opeke s velikim kristalnim taljenim magnezitom kao sirovinom, udjelom ugljika većim od 20% i potpunom ugljičnom matricom.
Najnoviji razvoj MgO-C opeka za UHP električne peći je korištenje pečenja na visokim temperaturama, a zatim impregnacije asfaltom za proizvodnju takozvanih pečenih MgO-C opeka impregniranih asfaltom. Kao što se može vidjeti iz Tablice 2, u usporedbi s neimpregniranim opekama, preostali sadržaj ugljika u pečenim MgO-C opekama nakon impregnacije asfaltom i rekarbonizacije povećava se za oko 1%, poroznost se smanjuje za 1%, a čvrstoća na savijanje na visokim temperaturama i otpornost na tlak su značajno poboljšane. Čvrstoća je značajno poboljšana, tako da ima visoku trajnost.
Magnezijevi vatrostalni materijali za bočne stijenke električnih peći
Obloge električnih peći dijele se na alkalne i kisele. Prve koriste alkalne vatrostalne materijale (kao što su magnezijev oksid i MgO-CaO vatrostalni materijali) kao oblogu peći, dok druge koriste silikatne opeke, kvarcni pijesak, bijeli mulj itd. za izgradnju obloge peći.
Napomena: Za materijale za oblaganje peći, alkalne električne peći koriste alkalne vatrostalne materijale, a kisele električne peći koriste kisele vatrostalne materijale.
Vrijeme objave: 12. listopada 2023.
