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自焙炭砖与焙烧炭块在硅铁炉上的应用

时间:2016-03-19来源:驹达炭素制品 浏览次数:182

1.前言
 众所周知,砌筑硅铁电炉炉村的材料主要有石棉板、纤维毡、轻质砖、粘土砖、高铝砖、耐火土、炭质材料等。此内衬材料要求耐高温及高温下具有抵抗炉内复杂的物理、化学作用的性能。为了节能降耗,减少生产过程中不必要的热损失,从炉衬结构上要有较好的保温效果。而炭质材料主要有自焙炭砖和焙烧炭块,笔者就炭质材料的性能和使用效果间的区别,谈点实践体会。
2.自焙炭砖和焙烧炭块原料构成及成型方法
 硅铁电炉使用焙烧炭块的主要原料是无烟煤和冶金焦,无烟煤煅烧温度为1250℃。自焙炭砖的主要原料是无烟煤,其煅烧温度在1700℃以上;从无烟煤的煅烧温度来看,应用焙烧炭块的无烟煤温度相对较低,致使不定型碳转化为石墨化程度相对较差,同时由于电煅烧煤的温度不同,焙烧炭块的体积收缩相对较大,而自焙炭块热稳定性、导热性和抗渣铁的侵蚀性能都要优于焙烧炭块。自焙炭砖和焙烧炭块的区别如表1所示。

自焙炭砖与焙烧炭块在硅铁炉上的应用

3.炭块的形成和加工
 焙烧炭块挤压成型后,要经过一次焙烧,焙烧温度在1250℃左右,其间除去煤、沥青中的挥发物,使之形成稳定形状的产品,再经过机械加工成用户所需的尺寸。
 自焙炭砖成型后,可直接砌筑在硅铁电炉上,经过烘炉和生产过程中电炉的热量自动焙烧。
4.焙烧炭块与自焙炭砖的理化性能(见表2)。

自焙炭砖与焙烧炭块在硅铁炉上的应用

5.使用效果
 作为炭质炉衬材料的自焙炭砖和焙烧炭块,都具有耐高温、导热性好、不易粘渣铁和炉料,抗渣铁冲刷和侵蚀性能强的特点。
 除精加工外,焙烧炭块大部分为毛坯宽缝热炭捣的炉衬结构,这种结构的主要特点是,采用公差尺寸高达1O~15 mm的焙烧炭块毛坯,预留40~50mm的宽缝,并在缝隙中填入温度130 - 160℃的电极糊和热炭捣料(见表3)。由于施工时所产生的大量有毒烟雾对人体产生严重危害,劳动条件差,难于将炭块间的垂直和水平缝隙中的填充料捣固成坚实、致密的整体,同时生产时填充料收缩大,成为硅铁易渗透的薄弱部位。

自焙炭砖与焙烧炭块在硅铁炉上的应用

 采用自焙炭砖砌筑电炉炉衬时,炭素散装料即采用低温炭捣料(冷捣糊)。冷捣糊(见表3)和自焙炭砖是同质量材料,即采用高温电煅烧无烟煤为主要原材料生产,施工温度低(30 - 60℃),劳动条件得到改善(没有大量有毒气体逸散),采用风镐和平板震动器铺捣炉底,电炉生产后通过炉内热量焙烧,炭素填充料和自焙炭砖能够粘结成无缝整体炉衬,同时炉底砌一层轻质炭砖(见表4),对电炉保温,提高炉衬整体结构强度,杜绝了硅铁的渗透,获得了十分满意的效果。

自焙炭砖与焙烧炭块在硅铁炉上的应用

 从使用焙烧炭块的情况看,焙烧炭块具有耐高温、抗侵蚀、导热性好、高温耐压强度高及不粘渣等特点,由于生产过程中炭块收缩,砌缝扩大,致使炉村整体性差,强度低,无法抵挡硅铁渗入炉底,导致破坏砌体,甚至炉村烧穿,发生恶性事故。给硅铁电炉带来的问题是钻漏铁现象,致使电炉使用周期短。
使用自焙炭砖后,大修炉时观察到,自焙炭砖经过高温焙烧后形成一个无缝的整体,有效地解决了焙烧块渗铁的现象,并且炉衬寿命较焙烧炭块提高2~4倍。自焙炭砖是一种耐高温、导热性好、高温强度高、不易粘渣、铁和炉料、抗侵蚀能力强,毋需加工就可砌筑成任意厚度的砌体,利用生产过程中的热量可逐步焙烧成坚实、致密、整体性强的炭质炉衬。接缝强度超过焙烧炭块接缝强度的数倍,从而使炉衬的整体强度大为提高,自焙炭砖在铁合金电炉中“连续焙烧-石墨化”所形成的强度高逃30 - 50 MPa,石墨化程度高达85% - 95%性能特殊的“石墨质炭砖”。
 由于自焙炭砖内在结构产生一种能显著提高炭砖强度的新组织-热解炭,并逐步变成石墨化程度接近石墨电极而强度高于它的1-2倍。性能特殊的石墨质炭砖,不仅具有高温强度好,导热性好,不易粘渣、铁的特性,而且抗化学侵蚀性能好,焙烧后各项理化性能达到或超过焙烧炭块,砌筑接缝粘结强度比焙烧炭块的接缝强度高数倍。
6.结语
6.1使用自焙炭砖炉衬后,解决了硅铁渗透炉底,炉衬寿命短的技术问题。
6.2炉衬的砌筑质量也是提高炉衬寿命的一个重要组成部分。
6.3采用自焙炭砖炉衬的大型电炉,在自焙炭砖炉衬下部必须砌筑一层多孔轻质炭砖,起隔热作用,以防止炉底温度过高。

作者:把多华






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