Sähkökaariuunien tulenkestävä: vyöhykkeen valinta ja kampanjan käyttöikäopas

EAF toimii korkeammalla lämpöintensiteetillä kuin lähes mikään muu teollisuusuuni. Valokaari synnyttää yli 3000 asteen lämpötiloja elektrodin kärjessä. Teräskylvyn keskilämpötila on 1600–1650 astetta. Sulan metallin, nestemäisen kuonan, lämpökierron, kaarisäteilyn ja varausmateriaalin fyysisen vaikutuksen yhdistelmä tekee EAF:n tulenkestävän valinnasta yhden teräksentuotannon vaativimmista ongelmista.

Useimpien ostajien tekemä virhe: EAF:n käsitteleminen yhtenä vyöhykkeenä ja yhden materiaalin määrittäminen kauttaaltaan. Näin saat vuorauksen, joka pettää ensin kuonavyöhykkeellä 8 viikossa, kun pohja on edelleen täysin huollettavissa.

Tässä oppaassa kartoitetaan jokainen EAF-vyöhyke, selitetään kyseisen vyöhykkeen vikamekanismi ja annetaan siihen liittyvät materiaalitiedot. Kattavan yleiskatsauksen perusteräksen valmistuksessa käytetystä tulenkestävästä materiaaliperheestä saat oppaastamme magnesiumoksidin tulenkestävistä materiaaleista.

EAF:n tulenkestävät haasteet – miksi EAF-ympäristöt ovat ainutlaatuisia

150 MW:n lämpöteholla toimiva EAF luo olosuhteet, jotka tuhoavat useimmat teollisuusuunien vuoraukset muutamassa päivässä:

Lämpövoimakkuus:Kaaren lämpötilat 3000 + suoralla säteilyllä kattoon ja yläsivuseinään. Lämpötilagradientit elektrodivyöhykkeeltä teräskylpyyn: 1000 astetta 500 mm:n sisällä vuorauksen paksuudesta.

Kemiallinen hyökkäys:Emäksisyys 3–4 (CaO/SiO₂-suhde). EAF-kuonan FeO-pitoisuus on 15–25 %, huomattavasti korkeampi kuin BOF-kuona. FeO on erityisen aggressiivinen MgO-C-tiiliä kohtaan - se hapettaa hiilifaasin luoden huokoisuutta, joka nopeuttaa kuonan tunkeutumista.

Lämpöpyöräily:Jokainen lämpö on täysi jakso kylmäkäynnistyksestä 1700 asteeseen ja takaisin. Sulatossa, jossa on 30 lämmitystä päivässä, vuoraus kokee 30 täyttä lämpösykliä päivässä. Lämpöshokki on ensisijainen vikatila kattotiileille ja sivuseinämän yläosille.

Mekaaninen vaikutus:Romulataus suurilla teräspaloilla aiheuttaa suoran fyysisen vaikutuksen sivuseinään. Tästä syystä törmäysalue (johon romu putoaa) saa paksuimman ja korkeimman CCS-vuorauksen.

Kaakkois-Aasiassa sijaitseva EAF vaihtoi sivuseinämän vuorausta 3 kuukauden välein (noin 250 lämpöä). Suunniteltuamme uudelleen niiden vyöhykemääritykset - erityisesti vaihtamalla 10 % C:sta 15 % C:iin MgO-C kuonavyöhykkeellä ja lisäsimme ammusten huolto-ohjelman - he pidensivät kampanjan käyttöikää 550+ lämmitykseen ennen täydellistä vuorausta.

EAF-vyöhykekartta - Vikatilat sijainnin mukaan

Bottom and Hearth: Rammed MgO vs. Castable

EAF-pohja on tyypillisesti rakennettu kahdesta kerroksesta:

Turva-/varavuori:MgO-C-tiili (8–10 % C) tai tiheäpoltettu MgO-tiili. Tämä kerros pysyy paikallaan useiden kampanjoiden ajan – sitä ei korvata joka kerta. Paksuus: 200-300 mm.

Työskentely kerros:Sintrattu MgO-puristettu massa tai MgO-pohjainen valumateriaali, levitetty turvavuorauksen päälle. Puristettu massa vaihdetaan tai täydennetään useammin.

Miksi rampattu massa tulisijalle?Pohjapinta ei ole tasainen taso - siinä on epäsäännöllinen kaarevuus aikaisemmista lämpöistä ja eroosiokuvioista. Puristettu massa mukautuu pintaan ja täyttää epätasaisuudet. Tiilirakenteet eivät mukaudu yhtä hyvin tähän geometriaan.

MgO-pitoisuus tulisijapuristettuun massaan:Vähintään 90 % MgO, raekokojakauma maksimaalisen pakkaustiheyden saavuttamiseksi. Karkea/keskitaso/hieno suhde: 40/30/30 painoprosenttia.

Sovellus:Levitä 50–80 mm nostoina, tiivistä jokainen nosto käsin tai paineilmajunttauksella. Tavoitetiheys Suurempi tai yhtä suuri kuin 2,95 g/cm³ tiivistyksen jälkeen. Kriittinen: tulisijan korjauksen jälkeisessä ensimmäisessä lämmityksessä on noudatettava kontrolloitua lämmitysaikataulua, jotta puristettu massa sintrautuu paikalleen.

Materiaalien yhteensopivuusvaroitus:Korkea alumiinioksidivalu voi toimia pysyvänä tuki-/turvakerroksena, mutta ei koskaan työvuorauksena suorassa teräskontaktissa. 1650 asteessa korkea alumiinioksidi vapauttaa SiO₂:ta kylpyyn, mikä aiheuttaa piin kerääntymisen ja huonontaa peruskuonan yhteensopivuutta. Sintrattu MgO-puristettu massa ei ole neuvoteltavissa puhtaan teräksen tuotantoon.

Kuonavyöhyke (alempi sivuseinä): Miksi MgO-C-laatu on tärkeä

Kuonavyöhyke - noin 400–600 mm:n nauha, jossa kuonakerros koskettaa sivuseinämää - on nopeimmin kuluva vyöhyke missään EAF:ssä. Korkean FeO-kuonan, kaaren turbulenssin ja lämpösyklin yhdistelmä luo täydellisen eroosioympäristön, jossamagnesiumhiilitiilitoimii ensisijaisena suojana.

Hiilipitoisuuden valinta:

14–18 % C: Suurin hiilipitoisuus, maksimi lämmönjohtavuus, maksimi pakkaskuonakerroksen suojaus. Käytetään korkean FeO:n kuonaympäristöissä (romupohjainen EAF, jossa on 15–20 % FeO:ta kuonassa). Tiilipinnan jäätynyt kuonakerros suojaa tehokkaasti hanojen välisen vuorauksen.

12–14 % C: DRI (suoraan pelkistetty rauta) panoksille, joissa FeO on alempi ja hiilenotto ultravähähiilisessä teräslaadussa on minimoitava.

10–12 % C: Ruostumattomasta teräksestä valmistetut EAF:t, joissa hiilikontaminaatio on kriittistä.

Raaka-aineen laatu:Rae FM-97 on kuonavyöhyketiilen erittely. DBM-95:n käyttö kustannusten alentamiseen kuonavyöhykkeellä on väärää taloudellisuutta – DBM:n pienempi irtotiheys ja pienempi kidekoko mahdollistavat nopeamman FeO:n tunkeutumisen.

Antioksidanttilisäys:Kaikki kuonavyöhykkeen MgO-C-tiilimme sisältävät Al- tai Al-Mg-seoksesta valmistettuja antioksidantteja (2–4 % lisäys) hidastamaan hiilen hapettumista. Tämä on normaali käytäntö - kaikki MgO-C-tiilet ilman antioksidanttia eivät sovellu EAF-kuonalinjan huoltoon.

Yläsivuseinä: korkea alumiinioksidi vs. alumiinioksidi-kromivaihtoehdot

Yläsivuseinä toimii kuonalinjan yläpuolella. Lämpötila on alhaisempi (1400–1550 astetta), mutta ympäristö on erilainen: kuuman kaasun kierto, kaarisäteily ja pölyn/savun tiivistyminen suoran kuonakontaktin sijaan.

Korkea alumiinioksiditiili (85–90 % Al2O3):Vakiovalinta yläsivuseinään. Soveltuu kohtalaisen intensiteetin EAF-toimintaan. CCS Suurempi tai yhtä suuri kuin 80 MPa, RUL T₀.₅ Suurempi tai yhtä suuri kuin 1550 astetta . Kustannustehokas (tarkista tekninen erittelymmekorkeat alumiinioksiditiilien ominaisuudet).

Alumiinioksidi-kromitiili (70–80 % Al2O3, 8–15 % Cr2O3):Ensiluokkainen valinta korkean intensiteetin EAF:lle, jossa on aggressiivinen prosessikemia. Cr2O3-lisäys parantaa merkittävästi rautaoksidihöyryn tiivistymisen ja alkalihöyryn hyökkäyksen kestoa. Kampanjan käyttöikä on tyypillisesti 30–50 % pidempi kuin tavallinen korkea alumiinioksidi ylemmissä sivuseinissä.

Cr₂O₃:n ympäristöhuomautus:Käytetty alumiinioksidi-kromivuorauksesta valmistettu tiili sisältää huollon jälkeen kuusiarvoista kromia (Cr⁶) - vaatii erityistä hävittämistä paikallisten määräysten mukaisesti. Varmista paikalliset jätteenkäsittelyvaatimukset ennen määrittämistä.

Paksuus:Yläsivuseinämä tyypillisesti 150-200 mm. Kovaan käyttöön, 230 mm kuumalla pinnalla ruiskuttamalla pistoolin huolto.

Katto: Materiaalin valinta valokaaren säteilyä ja kaasua vastaan

EAF-katot kärsivät eniten kaarisäteilystä. Kaksi pääasiallista suunnittelutapaa:

Delta katto (tiilirakenne):Käyttää korkean alumiinioksidin tiiltä (90 %+ Al2O3) tai magnesiumoksidikromitiiliä, jotka on järjestetty ripustettuun kaariin. Maksimi käyttölämpötila: 1650 astetta. Vaatii säännöllisen tarkastuksen ja kuumapisteiden vaihtamisen (suoraan elektrodien asennon alapuolella).

Vesijäähdytteinen paneelikatto (osittainen tai täysi):Nykyaikaisissa suuritehoisissa EAF-malleissa käytetään usein vesijäähdytteisiä kupari- tai teräspaneeleja suurimmalle osalle kattoaluetta, ja vain elektrodin delta jää tulenkestävänä tiilenä. Tämä pidentää dramaattisesti kattokampanjan käyttöikää, mutta lisää vesijäähdytyksen energiankulutusta.

Tiilikattoille määritä:

Korkea alumiinioksiditiili, 92–95 % Al₂O3, vähintään CCS 120 MPa

Näennäinen huokoisuus < 15 % (tiivis tiili estää savun tunkeutumisen)

Oikea tiiligeometria kaaren suunnitteluun - ota yhteyttä katon halkaisijaan ja delta-mitoihin

Ammuskelu ja paikkaus – kampanjan keston pidentäminen

Hyvin suoritettu ammusten huolto-ohjelma on ero 300 lämmön ja 600 lämmön kampanjoiden välillä.

Asemateriaali:MgO-pohjainentiheä tykkivalu, 85–90 % MgO, hiukkaskoko optimoitu pneumaattiseen käyttöön.

Milloin ampua:Tarkasta kuona- ja iskuvyöhyke jokaisen lämmityksen tai 2–3 lämmityksen välein. Pistooli jokaiselle alueelle, jossa kuluminen ylittää 20 mm vertailuprofiilista. Tavoite: Pidä vuoraus 30–50 mm:n etäisyydellä alkuperäisestä profiilista koko kampanjan ajan.

Sovellusmenetelmä:

Märkäruiskutus (suositus): esisekoitettu veteen, levitetty 5–8 metrin etäisyydeltä

Kuivaruiskutus: jauhe + vesi suuttimessa; vaatii tarkan vedenhallinnan kiinnittymistä varten

Kiinnitysavain:Uunin vaipan tulee olla 600–900 astetta ammuttaessa. Alle 600 asteen iskumateriaali ei sintraudu ja putoaa. Yli 1000 asteen lämpötilassa se kuivuu liian nopeasti ennen kuin se tunkeutuu olemassa oleviin halkeamiin.

Tiheä tykkivalumateriaalimme: MgO suurempi tai yhtä suuri kuin 88%, Fe₂O₃ < 1,2%, CCS 1400 asteen ampumisen jälkeen Yli tai yhtä suuri kuin 45 MPa. Yhteensopiva sekä MgO-C-tiiliemme että kilpailijoiden tuotemerkkiemme kanssa - ampumayhteensopivuus riippuu kemiasta, ei merkistä.

Kampanjan elinkaaren vertailuarvot ja optimointi

Tyypillinen EAF-kampanja elää suunnittelun mukaan:

Kolme muuttujaa, jotka vaikuttavat eniten kampanjan elämään:

MgO-C-hiilipitoisuus (korkeampi C korkeassa FeO-kuonassa=pidempi käyttöikä)

FM vs. DBM viljan laatu (FM-97 on jatkuvasti parempi kuin kuonavyöhykkeellä)

Aseohjelman johdonmukaisuus (paikkaus 24 tunnin sisällä kulumisen havaitsemisesta > 20 mm)

Komponenttien vaihtovälit kampanjoissa:

Sivuseinät:250–400 lämpöä ylläpitämättä; 500–800 lämmitystä päivittäisellä kuumatykkihuollolla.

Tulen pohja:Kestää tyypillisesti 2–3 täydellistä sivuseinäkampanjaa (1 200–2 000 lämmitystä) ennen kuin se vaatii täydellistä purkamista ja uudelleenjunausta.

Hanareiän holkkitiilet:Suunnitellut vaihdot 50–100 lämmityksen välein estämään hanavirtauksen soihdut ja teräsvuodot.

AC vs. DC uunin huomioitavaa:DC EAF -pohjamalleissa on johtavia MgO- tai grafiitti-MgO-nastatiiliä pohjan paluuelektrodin ympärillä, mikä vaatii erityistä lämpölaajenemisen valvontaa käynnistyksen aikana.

Tekninen konsultointi ja projektien tarjouspyyntö

MgO-C-tiili EAF-kuonavyöhykkeelle - 14% C- ja 12% C-laatuja varastossa.

Ilmoita uunin tyyppi (AC/DC), hanan paino, teräslaatu ja nykyinen kampanjan kesto. Suunnittelutiimimme määrittelee vyöhykkeisiin sopivan tulenkestävän paketin ja antaa täydellisen teknisen ehdotuksen.

Sähköposti:inquiry@topower.tech- Vastaamme 4 tunnin kuluessa.

Uusimpien tuotantoerien TDS-, COA- ja erätestiraportit saatavilla pyynnöstä.