一种超高功率直流电弧炉小炉底结构及其制作方法技术

本发明专利技术公开了一种超高功率直流电弧炉小炉底结构及其制作方法，该结构为：从小炉底中心向外依次布置有镁钙砖、底电极钢片组和支撑环砖，所述镁钙砖和钢片间、底电极钢片组的各钢片间以及钢片和支撑环砖间的间隙填充有MgO

【技术实现步骤摘要】
一种超高功率直流电弧炉小炉底结构及其制作方法


[0001]本专利技术涉及电炉炼钢
，尤其涉及一种超高功率直流电弧炉小炉底的结构及其材料应用与施工方法，使直流电炉大修炉龄得到大幅提高。

技术介绍

[0002]电炉炼钢是绿色低碳的炼钢方式，电炉炉衬使用情况及寿命与钢厂的安全、成本、效率密切相关。直流电弧炉通常负电极设置在电炉炉底中，也称底电极(或小炉底)，该部位决定了电炉的大修炉龄与最终使用寿命。宝钢150吨超高功率直流电弧炉主要冶炼锅炉管、油套管、结构管、输送管、冷镦钢、硬线管、焊丝钢等产品，年产量约100万吨以上。该电炉底电极形式为钢片式(见图1)，底电极钢片插埋在小炉底的MgO
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CaO
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Fe2O3质干捣料中，如果干捣料侵蚀熔损了，底电极钢片也同步熔损，且不可修复，因此底电极的寿命是决定电炉大修寿命的关键因素。小炉底的MgO
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CaO
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Fe2O3质干捣料由于CaO含量高，特别容易水化，在电炉施工及使用过程中就存在粉化与性能衰减，给现场应用带来很大的困难。这种材料还存在Fe2O3含量高，耐蚀性差，高温收缩大，强度不高的问题，导致使用寿命无法很高。电炉炼钢时正负电极在钢水中形成强电磁漩涡流，使钢水产生漩涡对小炉底冲刷、冲击力特别强，尤其对小炉底中心部位。电炉生产中小炉底中心部位侵蚀熔损最严重，如图2所示。
[0003]图1和图2中示意了底电极中心区域1、底电极钢片、支撑环砖3、炉底捣打料4和炉衬镁碳砖等。
[0004]因此小炉底中心部位的熔损状况决定了小炉底寿命，小炉底寿命又决定了电炉大修寿命，目前150吨直流电弧炉通常只有1100炉左右，即使采用最好的耐火材料也突破不了1500炉。现有电炉小炉底结构与材料存在的不足使超高功率直流电弧炉的寿命与生产效率、成本受到很大影响，也制约着电炉绿色炼钢的竞争力。
[0005]另一方面，随着绿色低碳炼钢技术的发展，电炉炼钢越来越受到重视。电炉的结构与施工方法也在不断改进中。
[0006]公开号为CN104266486A的中国专利文献涉及了“一种电炉炉底圆环形砌体砌筑方法”，其公开了一种分出圆环形砌体的内圈和外圈，分横轴、纵轴基准砌体的电炉炉底施工方法，使砖加工量小、施工速度快。该专利文献不涉及电炉结构与使用寿命方面问题的解决。
[0007]公开号为CN204255081B的中国专利文献涉及了“一种电炉炉底捣打料层结构”，该文献描述了一种电炉炉底全部为捣打料层的电炉，通过在炉底钢壳上设置数个锚固爪，加强了捣打料层的密实性与整体性，能够提高电炉的使用寿命。但该技术不适合应用在钢片式底电极直流电弧炉上。
[0008]公开号为CN101169522A的中国专利文献涉及了“一种电炉炉底的砌筑工艺”，其介绍了一种保温电炉炉底的砌筑施工工艺，在炉底粘贴2层纳米保温板，保温板上再砌筑2层镁砖，镁砖上面砌筑一层镁碳砖，镁碳砖上方垫铺炉底打结料，采用捣打施工方式，使该炉底表面牢固，提高了电弧炉炉底的保温效果。该专利技术还是无法实施在钢片式底电极的
直流电弧炉上。

技术实现思路

[0009]本专利技术所要解决的技术问题，在于克服现有钢片式底电极直流电弧炉存在的不足，提供一种能够避免电炉小炉底中心部位翻料、不抗冲刷及熔损过快等问题，保护好直流电弧炉最关键部件
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钢片底电极，从而延长电炉大修寿命，能提高电炉炼钢的生产效率与市场竞争力的超高功率直流电弧炉小炉底结构。
[0010]其所要解决的技术问题可以通过以下技术方案来实施。
[0011]一种超高功率直流电弧炉小炉底结构，其特点为，从小炉底中心向外依次布置有镁钙砖、底电极钢片组和支撑环砖，所述镁钙砖和底电极钢片间、底电极钢片组的各底电极钢片间以及底电极钢片和支撑环砖间的间隙填充有MgO
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CaO
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Fe2O3干式捣打料；
[0012]所述镁钙砖为预成型的一块或多块砌筑后整体呈锥台形的单元或单元组；其锥台形的小头朝上，大头朝下；该单元或单元组的高度与所述底电极钢片组的钢片高度相一致；
[0013]所填充的MgO
‑
CaO
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Fe2O3干式捣打料分上下两层不同的捣打料分别填充捣实，上层料高度≦100mm。
[0014]作为本专利技术的优选实施例之一，所述镁钙砖的化学成分：MgO≧75％，CaO≧20％，Fe2O3≦1.0％；110℃
×
24h耐压强度≧70MPa，气孔率≦13％；1600℃
×
3h烧后的耐压强度≧80MPa，线变化率0～
‑
1.0％。
[0015]作为本专利技术的优选实施例之二，上层干式捣打料技术指标要求：
[0016]化学成分：MgO≧70％，CaO≧15％，Fe2O3≦7％；1600℃
×
3h烧后的耐压强度≧50MPa，线变化率0～
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4.5％。
[0017]作为本专利技术的优选实施例之三，下层干式捣打料技术指标要求：
[0018]化学成分：MgO≧75％，CaO≧9％，Fe2O3≦7％；1600℃
×
3h烧后的耐压强度≧35MPa，线变化率0～
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3.2％。
[0019]作为本专利技术的优选实施例之四，所述支撑环砖为高纯镁砖。
[0020]进一步优选的，所述高纯镁砖技术指标要求：
[0021]MgO≧97％，显气孔率≦13％，耐压强度≧100MPa。
[0022]优选的，小炉底中心顶部，镁钙砖的砌筑面要占最内侧底电极所围成面积的80％以上。
[0023]优选的，所述棱台形为正四棱台形。
[0024]进一步，该棱台由四块竖直断面为直角梯形的镁钙砖所拼合而成，四块镁钙砖沿棱台轴线轴对称布置。
[0025]本专利技术所要解决的另一技术问题，在于提供一种前述超高功率直流电弧炉小炉底结构的制作方法，该方法包括如下实施步骤：
[0026](1)、选择离线的专用场地，砌筑中心区域镁钙砖；
[0027](2)、捣实时，使用气动捣打锤进行干式料捣实；
[0028](3)、干式料分层捣实，捣打前每层料铺设厚度不得大于100mm；在下一层炉底捣打料达到捣实标准后，铺放上一层炉底捣打料进行上层捣实。
[0029]采用上述技术方案的超高功率直流电弧炉小炉底结构及其制作方法，解决了整个
电炉炉体结构中最薄弱的环节，解决了原技术中小炉底中心部位炉衬不能同时满足较好常温强度及高温强度的难题。本技术能够避免电炉小炉底中心部位翻料、不抗冲刷及熔损过快等问题，保护好直流电弧炉最关键部件
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钢片底电极，可提高电炉大修炉龄30％以上，进一步提高了电炉炼钢的生产效率与市场竞争力。
附图说明
[0030]图1为现有电流电弧炉炉衬结构示意图；
[0031]图2为现有电炉工作衬用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超高功率直流电弧炉小炉底结构，其特征在于，从小炉底中心向外依次布置有镁钙砖、底电极钢片组和支撑环砖，所述镁钙砖和底电极钢片间、底电极钢片组的各底电极钢片间以及底电极钢片和支撑环砖间的间隙填充有MgO
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CaO
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Fe2O3干式捣打料；所述镁钙砖为预成型的一块或多块砌筑后整体呈锥台形的单元或单元组；其锥台形的小头朝上，大头朝下；该单元或单元组的高度与所述底电极钢片组的钢片高度相一致；所填充的MgO
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CaO
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Fe2O3干式捣打料分上下两层不同的捣打料分别填充捣实，上层料高度≦100mm。2.根据权利要求1所述的超高功率直流电弧炉小炉底结构，其特征在于，所述镁钙砖的化学成分：MgO≧75％，CaO≧20％，Fe2O3≦1.0％；110℃
×
24h耐压强度≧70MPa，气孔率≦13％；1600℃
×
3h烧后的耐压强度≧80MPa，线变化率0～
‑
1.0％。3.根据权利要求1所述的超高功率直流电弧炉小炉底结构，其特征在于，上层干式捣打料技术指标要求：化学成分：MgO≧70％，CaO≧15％，Fe2O3≦7％；1600℃
×
3h烧后的耐压强度≧50MPa，线变化率0～
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4.5％。4.根据权利要求1或3...

【专利技术属性】
技术研发人员：舒友亮，甘菲芳，
申请(专利权)人：宝山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：