電弧爐爐頂是電弧爐的重要元件,在冶煉過程中工作條件十分惡劣。例如,持續(xù)高溫、機(jī)械振動(dòng)、急冷急熱、熔渣侵蝕、粉塵顆粒沖刷、酸性氣體腐蝕等,都對(duì)其造成損壞。尤其是其三角區(qū)會(huì)比周圍部位較早損壞,往往也是因?yàn)槿菂^(qū)耐材使用到了極限才造成爐頂耐材的整體下線。如果使用一種材料制作爐頂,在三角區(qū)損壞之后已經(jīng)影響到整個(gè)爐頂使用時(shí),提前下線,其外圍部分的耐材就會(huì)造成浪費(fèi)。因此,在這種情況下,復(fù)合電爐頂應(yīng)運(yùn)而生。即,三角區(qū)部位用純度高的材料,外圍部分用稍低檔次材料復(fù)合制造。這樣,爐頂三角區(qū)與外圍壽命就可同步了。但是,這種復(fù)合爐頂在制作工藝上又存在著很大的難點(diǎn):當(dāng)以兩種以上的材料制作爐頂預(yù)制件時(shí),在成型時(shí)要么高檔材料與低檔材料容易摻雜,降低了三角區(qū)耐材的檔次,從而得不到預(yù)想的效果;要么高檔材料與低檔材料之間的界面處理不好,導(dǎo)致界面處兩種材料分層、裂紋、脫落等。這兩種情況都制約了復(fù)合爐頂預(yù)制件的使用壽命。
為解決上述復(fù)合爐頂預(yù)制件制造難點(diǎn),榮大公司設(shè)計(jì)研發(fā)了一種帶卡位式的復(fù)合爐頂結(jié)構(gòu),從而滿足多種檔次材料的混合預(yù)制。
三角區(qū)是爐頂?shù)年P(guān)鍵部位,工作環(huán)境最為惡劣,必須要保證材料有較高的純度,所以要求此件需要單獨(dú)提前預(yù)制。待成型養(yǎng)護(hù)到期后脫模,等預(yù)制件獲得足夠的強(qiáng)度后再在其周圍澆注外圍部分;外圍部分根據(jù)使用環(huán)境和易損程度又分為外圍下部和外圍上部?jī)蓚€(gè)部分,外圍下部是熱面,接近鋼液面,材料檔次僅次于中心三角區(qū),外圍上部相對(duì)而言為冷面,使用環(huán)境基本無異常。
上述復(fù)合卡位式爐頂預(yù)制件,技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)在于:三角區(qū)單獨(dú)預(yù)制,厚度(高度)較外圍部分高;三角區(qū)上部設(shè)有三點(diǎn)均勻分布的卡托,防止頻繁使用時(shí)脫落;三角區(qū)與外圍接觸的部分與垂直方向成3°~5°的夾角;三角區(qū)與外圍接觸面上均勻分布了若干個(gè)防止脫落的輔助卡位孔;卡位孔與水平方向成5°的夾角且向上傾斜;外圍料分為上部和下部,為同批、一次性澆注成型。技術(shù)優(yōu)點(diǎn)在于:在保證爐頂預(yù)制件使用壽命的同時(shí),有效降低電弧爐爐頂對(duì)高能耗、高污染途徑制備原料的依賴性,降低爐頂預(yù)制件的成本;有效解決了電弧爐爐頂預(yù)制件復(fù)合結(jié)構(gòu)不緊密、三角區(qū)容易提前脫落等問題;實(shí)現(xiàn)了電弧爐爐頂三角區(qū)與外圍部分壽命同步的設(shè)想。
圖一 卡位復(fù)合式電爐爐頂預(yù)制成品
圖二 正在使用的卡位復(fù)合式電爐爐頂預(yù)制件
圖三 卡位復(fù)合式電爐爐頂三角區(qū)形貌示意圖
圖四 卡位復(fù)合式電爐爐頂外圍成型后示意圖
(北京聯(lián)合榮大工程材料股份有限公司專家組)