電弧爐出鋼口用耐材的要求與發展趨勢

普通的電弧爐出鋼方式是槽式出鋼。這種出鋼由于電弧爐傾斜角度大，對耐火材料的侵蝕快，使電弧爐襯壽命短，影響了煉鋼效率；對鋼包的沖刷嚴重，也影響了鋼包的壽命；容易導致鋼水散流而被氧化，嚴重影響了鋼的質量；難以做到留鋼渣出鋼。因留鋼渣出鋼可更充分利用熱量使電耗下降，無渣進入鋼包，可減少渣對耐火材料的侵蝕，而槽式出鋼不利于減少耐火材料的損耗和降低電耗

　　為克服槽式出鋼的這些缺點，20世紀70年代末偏心爐底出鋼技術被開發出來。中國在20世紀80年代開始使用電弧爐偏心底出鋼技術。偏心爐底出鋼有下列特點：一、水冷壁面積可加大，從而降低耐火材料消耗和費用；二、出鋼快，不散流，減少空氣氧化，可提高鋼的質量；三、易做到留鋼無渣出鋼，減少熱損失和對耐火材料的侵蝕，可降低電耗、延長爐襯壽命。

　　這種出鋼方式，當閘板關上時，從上邊向出鋼口里加滿填料，然后可以裝爐料煉鋼。當閘板打開時，填料和鋼水從出鋼口流下來。閘板是機械機構，填料一般是鎂質、硅質和橄欖石質耐火材料。尾磚是鎂質、碳化硅質，剛玉－碳化硅－碳質和鎂碳質耐火材料。袖磚多采用鎂質和鎂碳質耐火材料。座磚一般是油浸再結合鎂磚。在袖磚和座磚之間的縫隙一般用鎂質填縫料。在使用過程中，影響其使用壽命的主要是尾磚和袖磚的損壞，它們的壽命也代表著出鋼口的壽命或更換次數。

　　分析出鋼口用耐材損耗機理

　　從偏心底出鋼口的袖磚和尾磚損耗過程可以看出，對燒成鎂質袖磚和尾磚，熱震剝落和鋼水沖刷是主要的損耗原因。而對于MgO-C質袖磚和座磚，主要是因鎂碳磚內碳的氧化形成較松散的脫碳層。然后，鋼水沖刷掉脫碳層。由于某種原因，如供給功率低，未配精煉爐和某部分設備部件出故障，延誤了操作，使鋼在電弧爐里停留時間較長，或煉鋼溫度較高，或填料性能不好。在這種情況下，會使填料燒結，打開出鋼口閘板時，出鋼口被堵住而無法出鋼。這時，就要用吹氧管吹氧燒開出鋼口，但這會產生局部高溫和過熱，使燒成鎂質袖磚熱震剝落和機械磨蝕，使鎂碳質袖磚產生高溫化學腐蝕和機械磨損。這局部損壞是嚴重的，因此應選擇優質堿性填料，采用盡量低的出鋼溫度和較短的煉鋼時間。

　　由于出鋼槽暴露在爐子外邊，因此受到更強的抗熱震的沖擊和氧化。同時，在出鋼時出渣，導致出鋼槽被渣的侵蝕更嚴重。這就說明在煉鋼過程中，出鋼槽既受到了空氣的氧化而形成松散的脫碳層，同時也受到冷空氣的急冷造成出鋼槽內部熱應力，嚴重時產生裂紋。在出鋼過程中，受到鋼水的沖刷和爐渣的熔蝕，同時也受到鋼水的急熱造成出鋼槽內部熱應力，嚴重時產生裂紋和剝落。

　　出鋼口用耐材的性能對比

　　出鋼槽的制造形式分為磚砌筑、現場搗打或澆注成預制件。在材質方面，有用鎂碳質、鋁碳質搗打料、鋁碳化硅碳質、瀝青鎂磚、高鋁磚和高鋁澆注料。部分出鋼口用耐材的性能見下表。

　　經對比可知，在使用效果方面，含碳耐材的壽命較長。而通過提升性能，鎂碳磚的壽命可超過150次。從國外有關信息了解到，歐洲使用鎂質搗打料、鎂鉻質搗打料、瀝青油浸鎂磚、Al2O3-SiC預制件，而在出鋼口部分多提供瀝青浸漬鎂磚或鎂碳磚。由此看來，出鋼槽使用含碳材料效果更佳。由于含碳材料易修補，則用Al2O3-SiC-C質澆主料會取得良好的使用效果。

　　偏心爐底出鋼口Z初是用一般鎂磚砌筑，也有中間用一鋼管澆注成的，有時也用厚25mm的薄壁陶瓷管或用2塊~3塊電熔磚組成。不過，其通常每經過50爐次~70爐次之后，放一個鋼管在中心，并在周圍用高MgO含量搗打料或澆注料制成新的出鋼口。這種材料的使用壽命較短，并且維護也較麻煩。

　　隨著耐火材料技術的發展，管磚使用鎂碳磚較普遍，管磚之外主要使用出鋼口座磚，這樣使用壽命一般為140次~250次。當管磚損耗完畢后，可很快安上新的袖磚，并在周圍縫隙填充接縫料。接縫料一般使用鎂質搗打料或澆注料，有化學結合的，也有瀝青結合的。在正常的情況下，出鋼口座磚是不容易損壞的，主要使用的材質有瀝青鎂砂磚、燒成鎂磚和鎂碳磚。需要指出的是，因尾磚受到的熱震和氧化較強烈，有鋼廠選用抗熱震性更好的鋁碳化硅碳磚。筆者建議，在延長尾磚使用壽命方面，應更重視抗氧化性的增強。

　　為了延長出鋼口的使用壽命，應對出鋼口進行維護和修補。修補方法是：當出鋼口侵蝕擴徑大到一定程度時，在出鋼口中間穿入鎂碳磚管(比鋼管好)或鋼管，然后放入熱沸騰澆注料，以填入插入管和殘余出鋼口磚面之間的間隙。這樣修補的出鋼口用時約1小時，壽命可達30~60次(鎂碳管)或5次~15次(鋼管)。

     河南豫華電熔科技有限公司是電熔磚、電熔鋯剛玉、搗打料、玻璃用耐材專業生產廠家，新密電熔磚廠家。