直流電弧爐底電極的壽命,實質上是耐火材料的壽命。因此直流電弧爐底電極用耐火材料是極其關鍵的。盡管直流電弧爐已經發展了二十多年了,也都認為直流電弧爐的底電極是關鍵,它決定了底電極的使用壽命。
對于Clecim底電極,電極套磚有鎂質的、也有鎂炭質的、鎂鋁質的和鎂鉻質的。歐洲喜歡用無炭的堿性磚,而日本認為熱震是極大問題,應該用高碳含量的鎂炭磚,并且取得了1311爐次的好成績。也許為了進一步提高套桶磚的抗熱震性和抗侵蝕性歐洲開始使用鎂鋁尖晶石材料和鎂鉻磚。既然 Clecim底電極是依靠熱補來維持高壽命的,那么修補料和施工效果是極其關鍵的。這些材料也都成功地在超高功率交流電弧爐底上使用。Clecim直流電弧爐底電極周圍用耐火材料受到激烈的鋼水運動的沖刷,熱震和加廢鋼時的沖擊。為減少侵蝕,減少修補次數,提高底電極的壽命和提高爐子的運轉效率,必須深入研究底電極套磚和修補料。
國內小直流電弧爐的底電極用碳含量為18%鎂炭質套磚時,使用壽命僅50爐次,
MgO-C套磚的侵蝕速度為7~10m/爐,而用低碳含量的鎂炭質套磚,壽命明顯提高,達76爐次,即侵蝕速度為5-7mm/爐。國內小電弧爐鎂炭質底電極套磚的使用壽命也有達到300爐次以上的。鎂炭質套磚嚴重侵蝕的原因是:
1)底電極設計不合理,電流密度過大,以致使鋼棒過熱,熔化過深;(2)中心電磁攪拌激烈,導致MgO-C磚中的碳向鋼中溶解很快,破壞了MgO-C磚的結合,加速了鎂砂顆粒的沖刷侵蝕。因此碳含量高的MgO-C磚,抗侵蝕差,壽命較低。
對于鋼針或鋼片底電極導電型的直流電弧爐,鋼針或鋼片之間用干式料的多,也有做成預制件的。為提高壽命現在日本有用MgO-C材料的。靠提高耐火材料的性
能而大幅度提高底電極的壽命是不可能的。因此,近年來國外開展了熱補工作。所用的熱補料要求是導電耐火材料(把導電鋼針和鋼片埋住)。歐洲研制了 MgO-Fe系熱補料。作者已經進行了研制工作,并在感應爐底試驗,取得了較理想的結果。作者研制的導電搗打料,已在國內10t直流電弧爐(GHH)上試用,熱冷補底電極已取得成功。所以只要對底電極按時修補,GHH或VAI類型的底電極壽命可達數千次,甚至萬爐次以上。作者對ABB類型的底電極用導電耐火材料進行過較全面研究,研制的導電鎂炭磚。它們在ABB類型、GHH類型的直流電弧爐底電極上試用,取得了較理想的結果。提高直流電弧爐底電極的使用壽命是直流電弧爐發展的重要內容之一。提高底電極的使用壽命,歸根到底是提高耐火材料的使用壽命因此提高底電極耐火材料的質量和加強修補是提高底電極使用壽命最有效的方法。
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