电炉炉盖、炉底用耐火材料及炉盖结构砌筑介绍

电炉炉顶初采用硅砖砌筑，后台经试用高铝质材料以来，因其耐火度、高温抗侵蚀性能以及良好的热震稳定性比硅砖益，因此，高铝质材料在电炉炉顶上被长期使用。

到90年代后，全水冷炉顶技术的广泛采用，为降低停炉时间，降低工人劳动强度，在电三角区位置普遍采用以高铝质或刚玉质并添加有钢纤维的耐火浇注料整体预制炉盖。在未采用水冷炉顶的钢厂其电三角区仍然采用磷酸盐(主要是磷酸铝)结合烧成或不烧高铝砖砌筑。

电炉顶用高铝砖与硅砖的比较 

电炉顶高铝砖是以铝矾土熟料和少量粘土配合制成Al2O3含量65％以上的、用于电炉顶的耐火制品。 

为冶炼某些特殊钢，初不论是碱性或酸性电炉，炉顶主要使用硅砖。硅砖具有荷重软化温度高，质量小，在冶炼温度下能支持炉顶不塌陷而长期使用。英国早期在小型电炉上曾用过硅线石砖作炉顶，它具有硅砖没有的某些点，如热膨胀性均匀，线膨胀系数小，不需要膨胀缝。因价格是硅砖的3～4倍，故未能扩大使用。 

随着电炉冶炼技术的进步，吹氧助熔与精炼，冶炼温度不断提高，电炉容积日益扩大。硅砖炉盖出现熔点低，流淌至炉壁影响炉墙寿命及炉渣成分。为调整炉渣成分需要用石灰时，石灰飞尘又加重了硅砖的腐蚀。20世纪60年代开始，美国在炼特殊钢电炉炉盖上，对使用的烧成镁铬砖或铬镁砖、特殊镁砖及白云石砖进行了试验，电炉容积大的为100～160t，小的5～8t。在小炉上不断出现剥落，采用砖缝中夹带钢片的方法可以克服砌体剥落，但导致漏电和局部过热。在大炉上使用，因过重而变形，须增设机械结构架。尽管碱性砖抗渣性于高铝砖，试验后未取得理想效果，甚至不比炉顶高铝砖寿命长，且费用高。 

前苏联因缺乏铝土矿资源，只有发展碱性砖炉顶。1970年苏联的电炉钢比例仅为9．2％，而电弧炉用碱性砖炉顶达95％。使用高铝电炉顶始于1953年，得天独厚的天然铝土矿资源。简单的制造工艺和低廉的成本，成为普及使用的有利条件，从而取代了硅砖。            

熔炼电炉炉底用耐火材料 

熔炼电炉炉底炉体由耐火砖砌体、钢结构及基础墩组成。

炉底与基础之间由基础墩支撑，构成架空式结构。

由于熔炼电炉炉底温度较熔炼反射炉炉底温度高，为保护炉底，一般都采用架空结构，用自然通风或强制吹风进行冷却。

耐火砖砌体由炉底、炉墙、炉顶组成。

熔炼电炉炉底结构为砖砌反拱式炉底，反拱砖层数为2~3层，炉底总厚度一般为1250~1300mm。由下往上依次为炉底钢板（40mm）、耐火浇注料（95~150mm）、粘土砖（230~300mm）、镁砖（760mm）。也有不用耐火浇注料，直接砌粘土砖（500mm），其上用镁砖（760mm）砌成反拱式炉底。        

电炉炉盖的结构与砌筑 

在电弧炉内，电弧功率的2/3是通过炉衬把热量传给熔池的。炉盖对于熔池的加热比炉壁的作用大得多，熔池中非高温区所需的热量，几乎完全依靠炉盖的辐射传热供给。

炉盖的工作条件为恶劣，尤其是电炉还原期炉内平静时，大量的热能由液面和炉衬反射到炉盖上，使炉盖温度高达1700℃以上。温度的急剧变化、炉气、炉渣和烟尘的侵蚀以及机械的振动也都加速对炉盖砖的破坏。

碱性电弧炉的炉盖材料一般采用一、二级高铝砖砌筑，也有采用铝镁砖砌筑的。铝镁砖的耐火度、荷重软化温度和抗FeO渣能力均比高铝砖高，但导热性大，热膨胀系数大，使炉盖变形严重。铝镁砖目前主要用在炉盖的易损部位(电孔、排烟孔、中心部位)，其余部位仍用高铝砖构成复合炉盖。

炉盖的砌筑是在固定的拱型模子上进行的，砌好后的炉盖网中心，须与三根电圆的中心相对应。用高铝砖砌炉盖一般采用湿砌。砖缝填料由高铝质火泥、卤水、净水调和而成。使砖体间连接紧密，防止气体通过，避免炉渣渗透。

火泥熟料在泥料中起骨干作用，且防止体积收缩。生料在泥料中起粘结作用，且调整塑性。粒度不宜大，以防扩大砖缝。火泥调和稀湿剂，用卤水与净水混合，其密度为1.2~1.25。密度过大火泥容易发干，且增大耐火砖缝。密度过小会降低砖缝火泥的耐火度。

炉盖用镁砖或铝镁砖时宜采用干砌，湿砌会导致砖体在高温下粉化。

炉盖砖的砌筑方法，通常采用“人”字型砌法(如图)，先砌“丁”字梁，接着砌三个电孔，以避免砌电孔时砍砖，再从拱角梁往上砌，三个大框间按人字形砌砖，砌缝≤3mm，每隔7～8块砖将砖留出一头，便于打下楔紧，砌完后再从炉盖面上灌浆。

炉盖砖也有先在拱角梁上环砖3～4轮，再砌“丁”字梁，然后从下往上砌，在三个电孔进行收尾工作。炉盖人字型砌砖，中间带筋彼此支撑紧密，布置对称，负荷均匀，结构牢固，具有容易修补、寿命高等点。

耐火砖的选择，异形砖较标准砖好。耐火砖的外形平整，厚薄均匀，长短一致，不缺棱掉焦，

砌制时砖与砖高低不得相差5mm，耐火泥做到均匀刮抹薄而饱满，砌缝错开，逐砖砌制，逐砖敲严。砌砖完毕应进行烘烤干燥，以减少温度变化造成剥落掉块，烘烤温度500~660℃保温待用。

炉盖的易损部位是三个电孔中央、2号电孔和炉盖圈拱脚砖附近。提高这些部位寿命的办法。采用结构合理的水冷密封圈；提高砖中Al2O3含量，减少玻璃相，以提高耐火度和抗渣性，有较均匀的膨胀性，或用沥青熬煮高铝砖采用多种砖型以避免欢砖实行吊挂炉顶，每次换炉盖时应调整电夹头，使电保持垂直对中位置。

砖砌炉盖厚度一般在230～350mm之问，大容星炉子(30t炉以上)取上限。

近年来，有采用不烧高铝砖(用磷酸盐或树脂作粘结剂)砌筑炉盖，由于不烧砖在使用中发生晶形转变形成微裂纹，使应力集中产生松弛效应。不烧砖也只有热面附近产生一薄层局部烧结，是一个不均体，由于微小空洞和微裂纹的存在，减少了砖在加热过程中的体积膨胀，不易出现热震剥离现象。因此不烧砖的高温强度、韧性，抗裂纹源扩展的能力都于整体烧结的耐火砖。使用寿命可大幅度提高。            

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