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鐵合金電爐爐襯在冶煉過程中，不僅承受強(qiáng)烈的高溫作用，而且還承受爐料、高溫爐氣、熔融鐵水和爐渣的物理化學(xué)侵蝕和機(jī)械沖刷作用。因此為了保證鐵合金冶煉能在高溫條件下有效地進(jìn)行，必須使用特殊材料砌筑電爐爐襯。通常將在高溫條件下能承受高溫作用，能抵抗鐵水、爐渣、爐氣侵蝕和機(jī)械沖刷作用，而仍能保持爐襯原來形狀、尺寸和強(qiáng)度的砌筑材料稱為耐火材料。
鐵合金常用的耐火材料性能包括耐火溫度、荷重軟化度、耐急冷急熱性、高溫體積穩(wěn)定性和抗渣性能。所用耐火材料表單見下圖：
耐火材料選擇原則
耐火度高，荷重軟化溫度高、耐急冷急熱性好、高溫體積穩(wěn)定性好和抗渣性好，這五項(xiàng)工作性能指標(biāo)是評價(jià)耐火材料使用質(zhì)量優(yōu)劣的主要標(biāo)準(zhǔn)。原則上任何一種耐火材料都應(yīng)同時(shí)具有這5項(xiàng)工作性能指標(biāo)。但在實(shí)際上是難以辦到的。
耐火材料在使用過程中，雖然從整體上來說，它長期和反復(fù)受著高溫、溫度變化、熔融金屬、熔渣、爐氣的物理化學(xué)侵蝕和機(jī)械沖刷及其他應(yīng)力的綜合作用，但就局部來看，它不一定會同時(shí)承受上述各種作用，找耐火材料網(wǎng)建議要根據(jù)耐火材料實(shí)際所處的工作部位，正確的選擇和使用耐火材料，以便即能保證爐襯的使用壽命，又能降低成本。
鐵合金生產(chǎn)常用的耐火材料
1、粘土磚
制造粘土磚的主要原料是具有良好塑性和結(jié)合力的耐火粘土，耐火粘土廉價(jià)易得，而且制造過程也比較簡單，因而粘土磚在冶金中使用極廣。
從粘土磚的性能指標(biāo)可以看出，它在使用過程中中的主要性能特點(diǎn)是，對酸性渣的抵抗能力較強(qiáng)，有較好的耐急冷急熱性，有良好的保溫能力和一定的絕緣性能，在鐵合金生產(chǎn)中，粘土磚主要用于砌筑礦熱爐暴露部位的爐墻爐襯，起保溫和絕熱作用的爐墻和爐底外層爐襯，或用于砌筑鐵水包內(nèi)襯。
2、碳磚
制造碳磚的主要原料是碎焦炭和無煙煤，粘結(jié)劑是煤焦油或?yàn)r青。從炭磚的性能指標(biāo)可以看出，炭磚與其他普通耐火材料相比，不僅抗壓強(qiáng)度大，線膨脹系數(shù)小，耐磨性好，耐火度和荷重軟化溫度高，抗熱震性好，而且抗渣性特別好。
在鐵合金生產(chǎn)中，凡是冶煉不怕滲碳的鐵合金品種，部可采用炭磚作為爐襯材料。但是炭磚在向溫條件下極易氧化，因此炭磚主要用于砌筑礦熱爐不暴露于空氣部分爐墻、爐底和高爐風(fēng)口以下部位的爐缸及出鐵流槽。由于炭磚導(dǎo)電系數(shù)大，使用炭磚爐襯，電極易上抬，可適當(dāng)?shù)臏p少爐墻炭磚的高度和爐底炭磚的厚度。
3、高鋁磚
制造高鋁磚的主要原料是高鋁礬土，粘結(jié)劑為耐火粘土。從高鋁磚的性能數(shù)據(jù)可以看出，其最大優(yōu)點(diǎn)是耐火度高、荷重軟化溫度高、抗渣性好、機(jī)械強(qiáng)度大，而且這些性能隨Al2O3含量的增加提高很快。
在鐵合金的生產(chǎn)中，高鋁磚可用于砌筑礦熱爐出鐵口襯磚、高爐爐身、爐缸，也可用于砌筑鐵水包內(nèi)襯。
4、鎂磚和鎂砂
制造鎂磚的主要原料是菱鎂礦，粘結(jié)劑為水和鹵水或亞硫酸鹽紙漿廢液。
從鎂磚的性能數(shù)據(jù)可以看出，它在使用過程中的主要性能特點(diǎn)是耐火溫度高、對堿性渣有極好的抵抗能力。
在鐵臺金生產(chǎn)中，鎂磚主要用于砌筑電弧爐爐墻、爐底、中低碳錳鐵的鐵水包內(nèi)襯。用鎂鋁磚或鎂鉻磚代替鎂磚砌筑爐項(xiàng)。
冶金鎂砂的耐火溫度很高，因而在鐵臺金生產(chǎn)中，鎂砂常用于打結(jié)爐底，制作或修補(bǔ)爐墻、爐底，并可作為堵眼或制作打結(jié)錠模用材料。
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以30MVA的生產(chǎn)高碳錳鐵電爐為例，常出現(xiàn)因爐底受到嚴(yán)重侵蝕而被迫停爐的情況，出鐵口爐襯也僅使用一個(gè)月就出現(xiàn)漏爐現(xiàn)象。使用以下改進(jìn)后的方案，不僅預(yù)防了大容量電爐高碳錳鐵爐襯的事故，更增加了出鐵次數(shù)及爐襯壽命。以下為材料使用表：
在這個(gè)過程中要注意以下3點(diǎn)：
1.采用整體保溫爐襯砌筑技術(shù)，當(dāng)工況溫度超過高鋁磚的荷軟度1200℃時(shí)，在碳磚與高鋁磚接觸面使用一層輕質(zhì)碳磚，碳磚的導(dǎo)熱系數(shù)要小于2.0W/k·m,以降低接觸面的溫度。使用整體爐襯，爐襯的各種耐火材料均會產(chǎn)生較大的熱膨脹量，所以彈性緩沖帶的厚度設(shè)計(jì)必須要合理。
2.第二點(diǎn)就是爐渣堿度的控制，為了得到富錳渣，應(yīng)適當(dāng)降低堿度，從而有利于降低電耗和渣鐵比。
3.最后一點(diǎn)就是電極的控制，高碳錳鐵的礦熱爐爐型特點(diǎn)是“三大一深”，合適的電極長度對爐況順行有明顯的作用，要保證電極有足夠的下放量，插入深度不宜過淺或過深。
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