可塑性捣打料在电弧炉炉盖上的应用

　　电弧炉炉盖是电弧炉炉衬的重要组成部分，炉盖寿命的长短及其保温性能的好坏，对钢的产量、质量、消耗等技术经济指标有着非常密切的关系。因此，国内外对炉盖采取过许多措施，如改进炉盖材质，提高砖中A1203含量，加大砌砖炉盖的拱度和炉盖中心到熔池面的高度，改进操作，采用全水冷炉盖等，取得了一定的效果。但仍未能解决耐火材料炉盖的使用寿命短，不能满足电弧炉向大容量超高功率发展的需求和全水冷炉盖热损失大的问题。为此，我们尝试在电弧炉全水冷炉盖上采用可塑性捣打料，使全耐火材料炉盖与全水冷炉盖的优点集于一身，取得了较好效果。
1 捣打料炉盖的制作
　　可塑性捣打料是以特级高铝矾土为主要原料，加部分刚玉和不锈钢纤维等，以磷酸铝作结合剂而制成的。其主要理化指标如下：ω(A1203)=74.6％，ω(MgO)=9.50％，ω(Fe203)<1.70％，烘干体积密度3.03g.cm^-3，烘干线变化率0.5％～1.0％，耐压强度>46.5 MPa，热震稳定性(1100℃?水冷)>25次。
　　先将料混好，困料1―2d，同时在全水冷炉盖的内侧打料面上均匀焊上用螺纹钢制作的固定钩，而后再进行二次混料，并采用专用工具将已搅拌混合好的可塑料捣打在全水冷炉盖的内侧。采用湿法或干法捣打。捣打完毕，将炉盖放在通风干燥处自然干燥一周后，先在干燥窑内进行1-2d的低、中温烘烤，随后再进行高温烘烤，从而达到去除捣打料内的水分和预热的目的。
　　为了避免捣打料炉盖在使用过程中漏水，在捣打可塑料之前，应对全水冷炉盖进行耐压试验，常规采用0.6 MPa的水压来试验水冷管是否漏水；进行高温烘烤时，须将水冷管内灌满水，以免其在高温下受力不均，将焊缝及拉筋破坏而导致其在使用过程中漏水。
2 应用与分析
　　使用条件：电弧炉出钢量17t；炉壳直径3700mm；变压器容量5500kVA；二次侧电流12210A；二次电压260-139V，分6档；以生产20管坯钢、锰钢为主。
　　本次试验共制作了8个可塑性捣打材料炉盖，其中1#-4#炉盖为干法捣打，5#―8#炉盖为湿法捣打。各炉盖的用料量及使用寿命见表1，使用效果见表2。

表1 炉盖的用料量及使用寿命

表2 炉盖的使用效果

　　从表1和表2可以看出，捣打的可塑料越多，捣打层越厚，炉盖的使用寿命就越长，保温性能就越好，降低电耗等效果就越明显。因此，在炉盖升降机构负载能力允许的情况下，可塑料捣打层应尽可能厚些。同时还可以看出，在捣打的可塑料用量基本相同情况下，炉盖使用寿命相差也较大。这主要与可塑料的施工加水量、捣打质量、自然干燥时间及烘烤质量有较大关系。
　　使用过程中发现：在可塑料的施工加水量、捣打质量基本相同的情况下，自然干燥时间长，烘烤质量好，炉盖的使用寿命就较长；烘烤炉盖时若升温过急，捣打层会在烘烤过程中分层脱落；若烘烤温度未达到要求，捣打层的抗热震性较差，会在使用过程中分层脱离。因此，全水冷炉盖内侧捣打上可塑料后，应确保自然干燥时间(特别是湿法捣打的炉盖)，并控制好其在低温、中温、高温下的烘烤时间，严禁升温过急，以便尽可能去除捣打层内的水分，防止爆裂，提高使用寿命。
　　由表2可知，采用在全水冷炉盖内侧捣打可塑料的炉盖，吨钢冶炼电耗至少可降低69kW?h。去除可塑性捣打料(含人工费)费用，吨钢成本降低28.25元。试用过程中还发现，不仅冶炼电耗明显降低，而且由于炉盖的保温性能良好，冶炼过程中升温快，成渣快，还原性气氛好，白渣保持时间长，冶炼时间短，对提高钢的质量具有重要意义。
3 结语
　　在电弧炉全水冷炉盖上采用可塑性捣打料，较好地解决了全水冷炉盖热损失大，全耐火材料炉盖使用寿命低的问题，取得了良好的使用效果。不仅提高了炉盖的使用寿命，降低了冶炼电耗，缩短了冶炼时间，降低了吨钢成本，而且冶炼过程中升温快，成渣快，还原性气氛好，白渣保持时间长，冶炼时间短，提高了钢的质量。