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首先先分析電弧爐的工況環(huán)境，從爐子的結(jié)構(gòu)和冶煉特點(diǎn)考慮電弧爐煉鋼是靠電弧的輻射加熱金屬爐料，在熔化期熔池未形成時(shí)，無論是全水冷爐蓋還是耐火材料爐蓋是沒有什么差別的，當(dāng)熔池基本形成，電弧暴露后，電弧功率的供給，爐內(nèi)熱交換特點(diǎn)就有較大改變。無論哪種爐蓋都是受電弧高溫區(qū)2000~4000℃高溫的灼燒但其高溫面積很小，僅占熔池面積的0.01%左右、三根電極形成的溫度區(qū)為1770℃左右，而其余形成的電極高溫區(qū)溫度為1550℃左右是靠爐襯受熱后多次輻射時(shí)加熱的。然而整個(gè)電弧功率約55%對熔池加熱，其余45%的電弧功率則對爐襯（包括爐蓋和爐壁）加熱，所以電弧區(qū)內(nèi)的溫度是非常高的。 目前對于電弧爐爐蓋的砌筑所用的耐火材料各有不同，有的使用高鋁磚，有的使用耐火可塑料搗打成型，還有是在耐火材料廠家直接做整體爐蓋的澆注料預(yù)制件。其中的使用壽命都不一樣。
目前，堿性電弧爐爐蓋大多采用一級高鋁磚，分為異型和標(biāo)準(zhǔn)型兩種。采用標(biāo)準(zhǔn)磚，切磚量大，費(fèi)工費(fèi)時(shí)，砌筑質(zhì)量不高。而采用異型磚，情況則恰恰相反，切磚量較少，磚縫小，砌筑質(zhì)量好，所以費(fèi)工時(shí)也較少。因此我國各鋼廠均采用異型磚。 對于爐蓋高鋁磚的砌筑上方法很多，最普遍的是“人字形砌法”。爐蓋砌筑前，應(yīng)檢查爐蓋圈是否變形，并做水壓試驗(yàn)，如有變形和漏水現(xiàn)象，則應(yīng)在矯正和修補(bǔ)后才能使用。為了保證爐蓋砌好后有一定的拱度，砌筑前應(yīng)把爐蓋圈放在混凝土或鋼制的模子上，爐蓋圈要擺平，找正中心后再開始砌筑。人字形砌筑法砌筑時(shí)，一般首先以爐蓋中心為基點(diǎn)拉“十”字線，此十字線中一根必須通過2號電極孔的圓心。先砌好十字線磚，然后由此從下而上向中部鋪砌至電極孔部位，再開始砌三個(gè)電極孔，最后砌電極周圍及中心部位。也有先砌電極孔的。砌筑時(shí)用的泥料是高鋁磚粉和鹵水的混合物。爐蓋各部分的尺寸應(yīng)符合圖紙的要求，磚縫不大于2mm，磚與磚高低凸凹差不大于5mm，砌筑完畢后應(yīng)進(jìn)行干燥。 爐蓋還可以用耐火可塑料以搗打制作。這種整體打結(jié)的爐蓋可以達(dá)到整體砌筑爐蓋的水平，并為解決爐蓋材料開辟了新途徑。 電弧爐爐蓋采用耐火可塑料搗打施工，使全耐火材料爐蓋與全水冷爐蓋的優(yōu)點(diǎn)集于一體，取得了較好的效果。耐火可塑料是以特級高鋁礬土為主要原料，加部分剛玉和不銹鋼纖維等，以磷酸鋁作結(jié)合劑而制成的。其主要理化指標(biāo)如下:AL2O3≥75.21%，MgO≥9.5%，F(xiàn)e2O3＜1.6%，烘干體積密度3.03g·cm-³，烘干線變化率0.5%~1.0%，耐壓強(qiáng)度≥46.5MPa，熱震穩(wěn)定性（1100℃水冷＞25次）。 先將料混好，困料1~2d同時(shí)在全水冷爐蓋的內(nèi)側(cè)打料面上均勻喊上用螺紋鋼制作的錨固釘，而后在進(jìn)行二次混料，并采用專用工具將以混合好的耐火可塑料搗打在全水冷爐蓋的內(nèi)側(cè)。采用濕法或干法搗打。搗打完畢，將爐蓋放在通風(fēng)干燥處自然干燥一周除去耐火可塑料內(nèi)的水分和濕氣。 為了避免耐火可塑料爐蓋在使用過程中漏水，在搗打耐火可塑料之前，應(yīng)對全水冷爐蓋進(jìn)行耐壓試驗(yàn)，常規(guī)采用0.6MPa的水壓來試驗(yàn)水冷管是否漏水：進(jìn)行高溫烘烤時(shí)，須將水冷管內(nèi)灌滿水，以免其在高溫受力不均，將焊縫及拉筋破壞而導(dǎo)致其在使用過程中漏水。 在使用過程中總結(jié)，耐火可塑料搗打的越多，搗打?qū)釉胶瘢瑺t蓋的使用壽命就越長，保溫性能就越好，降低電耗等效果就越明顯。因此，在爐蓋升降機(jī)械負(fù)載能力允許的情況下，耐火可塑料搗打?qū)討?yīng)盡可能厚寫。同時(shí)還可以看出，在搗打料的可塑料用量基本相同相框下，爐蓋的使用壽命相差也較大，這主要與可塑料施工搗打質(zhì)量、自然干燥時(shí)間及烘烤質(zhì)量有較大關(guān)系。 使用過程中發(fā)現(xiàn)：在耐火可塑料的施工加水量、搗打質(zhì)量基本相同的情況下，自然干燥時(shí)間長，烘烤質(zhì)量好，爐蓋的使用壽命就較長：烘烤爐蓋時(shí)若升溫過急，搗打?qū)拥目篃嵴鹦暂^差，會在使用過程中分層脫離。因此，全水冷爐蓋內(nèi)側(cè)搗打上耐火可塑料后，應(yīng)確保自然干燥時(shí)間（特別是濕法搗打的爐蓋），并控制好其低溫、中溫、高溫下的烘烤時(shí)間，嚴(yán)禁升溫過急，以便盡可能去除搗打?qū)觾?nèi)的水分，防止爆裂，提高使用壽命。 在電弧爐全水冷爐蓋上采用耐火可塑料搗打施工，較好地解決了全水冷爐蓋熱損失大，全耐火材料爐蓋使用壽命低的問題，取得了良好的使用效果提高了爐蓋的使用壽命。 |
