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自培碳砖和预焙炭砖的比较

添加时间:2019年1月22日  浏览次数:

众所周知,砌筑硅铁电炉炉衬的耐火材料主要有石棉板、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培碳砖培碳块,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

一:原料构成及成型方法

硅铁电炉使用培碳块的主要原料是无烟煤和冶金焦,无烟煤煅烧温度为1250 ℃。自培碳砖的主要原料是电煅无烟煤,其煅烧温度在1700℃以上;从无烟煤的煅烧温度来看,应用培碳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,培碳块的体积收缩相对较大,而自培碳块热稳定性、导热性和抗渣铁的侵蚀性能都要优于培碳块。自焙炭砖和焙烧炭块的区别如表1所示。

自焙炭砖

二:炭块的形成和加工

培碳块挤压成型后,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。

自培碳砖成型后,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。

炭砖

三:使用效果

作为炭质炉衬材料的自培碳砖预培碳块,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,培碳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10~15mm的预焙炭块毛坯,预留50~70mm的宽缝,并在缝隙中填人温度130 ℃~160℃的电极糊和热炭捣料。由于施工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捣固坚实、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。

碳砖

采用自培碳砖砌筑电炉炉衬时,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℃),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。

从使用培碳块的情况看,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,致使炉衬整体性差,强度低,无法抵挡硅铁渗人炉底,导致破坏砌体,甚至炉衬烧穿,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。

使用自培碳砖后,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,并且炉衬寿命较预焙炭块提高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“连续焙烧一石墨化"所形成的强度高达300 MPa,石墨化程度高达85%、95%性能特殊的“石墨质炭砖"。

由于自培碳砖内在结构产生一种能显著提高炭砖强度的新组织一热解炭,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预焙炭块,砌筑接缝粘结强度比预培碳块的接缝强度高数倍。

四:结语

①使用自培碳砖炉衬后,解决了硅铁渗透炉底,炉衬寿命短的技术问题。

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。

③采用自培碳砖炉衬的大型电炉,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。

 

关键词:自焙炭砖   预焙炭块   
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