專利名稱：：直流電弧爐爐底用導(dǎo)電耐火材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種直流電弧爐爐底用導(dǎo)電耐火材料。直流電弧爐底陽(yáng)極是直流電弧爐的特有設(shè)備，也是直流電弧爐的技術(shù)核心。目前，煉鋼用直流電弧爐底陽(yáng)極有兩大類，即通過(guò)在直流電弧爐爐底耐火材料中埋入金屬元件做陽(yáng)極的方式，包括GHH型、VAI型和CLECIM型三種和直流電弧爐爐底用導(dǎo)電耐火材料作為底陽(yáng)極的方式，稱ABB型。據(jù)《首鋼特鋼通訊》1995年第12卷第1期“直流電弧爐各類底陽(yáng)極簡(jiǎn)介”中記載，ABB型直流電弧爐的特點(diǎn)是，其爐床采用可以導(dǎo)電的耐火磚砌筑，使?fàn)t床本身構(gòu)成導(dǎo)電陽(yáng)極。其基本結(jié)構(gòu)是，電爐爐底是由耐高溫的耐熱鋼板制成，呈球面狀。耐熱鋼板內(nèi)面鋪有一塊相同弧度的銅板集電板，其直徑約為爐殼直徑的80％，在適當(dāng)位置用螺栓將兩者固定。銅板底部焊接有4個(gè)接線柱，它們穿過(guò)耐熱鋼板底殼與電爐爐殼外的供電母線電纜軟連接。球面狀耐熱鋼板與環(huán)狀法蘭焊接，通過(guò)法蘭盤將耐熱鋼爐底支承在焊接在電爐爐殼上的環(huán)型槽內(nèi)。法蘭盤與環(huán)型槽之間墊有絕緣耐火磚，并用不導(dǎo)電耐火材料封閉，使?fàn)t底與電爐外殼絕緣，電爐外殼處于接地電位。因?yàn)槭突鸫u散發(fā)的熱量較多，為驅(qū)散爐底的高溫，采用軸流式風(fēng)機(jī)對(duì)爐底進(jìn)行強(qiáng)制冷卻。銅板上直接鋪砌導(dǎo)電耐火磚，一般分3層。底部2層導(dǎo)電耐火磚厚度各為250mm，為永久層。在其上部為消耗層，其厚度比一般三相交流爐略厚，約430mm。為了增強(qiáng)導(dǎo)電性，在導(dǎo)電耐火磚的底面和一側(cè)，嵌有“L”型薄鋼板。爐底砌磚表面不平處，用石墨膏抹平整。爐坡與導(dǎo)電耐火磚之間用散狀、非導(dǎo)電耐火材料打結(jié)。導(dǎo)電耐火磚系采用含碳達(dá)10％的瀝青粘結(jié)鎂砂磚。一般而言，爐底導(dǎo)電耐火磚的碳含量要達(dá)到15％以上才能保證足夠的導(dǎo)電性，但是，從耐侵蝕性能看，含碳10％的瀝青粘結(jié)鎂砂磚最好。然而這種瀝青粘結(jié)磚只有經(jīng)過(guò)高溫預(yù)處理后才有足夠的導(dǎo)電性能，成本較高。因ABB型底陽(yáng)極爐底是一個(gè)大電極，所以，不存在GHH型、VAI型和CLECIM型底陽(yáng)極的熱集中和使用中無(wú)法修補(bǔ)的問(wèn)題，但出鋼之間的熱修補(bǔ)和需停爐以后進(jìn)行的冷態(tài)搗打料都采用鎂砂—碳混合料，這種散狀導(dǎo)電材料的電阻率在100～10-1Ω.cm，電阻率較高。開爐時(shí)需先加少量廢鋼，通氧氣預(yù)燒，或加輔助啟動(dòng)電極，工序復(fù)雜。其中冷態(tài)搗打料，預(yù)先采用有機(jī)非樹脂類結(jié)合劑(MgO含量大于80％)對(duì)加入的碳進(jìn)行噴涂處理；熱修補(bǔ)中的碳不進(jìn)行熱處理，而在料中引入一定量的CaO和適量的燒結(jié)劑，使之在高溫下迅速燒結(jié)。ABB底陽(yáng)極也可以采用鎂砂—碳混合料搗結(jié)夯實(shí)而成，但電阻率比較高，開爐工序復(fù)雜。本發(fā)明的目的是提供一種廉價(jià)的直流電弧爐爐底用導(dǎo)電耐火材料，其電阻率低(10-2～10-4Ω.cm)、可隨時(shí)對(duì)爐底陽(yáng)極進(jìn)行冷、熱態(tài)修補(bǔ)，開爐工序簡(jiǎn)單，不需水冷、風(fēng)冷系統(tǒng)，可大幅度提高電爐的使用壽命，降低電極消耗。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明直流電弧爐爐底用導(dǎo)電耐火材料的化學(xué)組成為MgO65～80％；C8～22％；金屬外加劑Fe1～4％；Ti0.5～2％；Al1～3％；鋁鎂合金1～4％。本發(fā)明以電熔鎂砂為原料，加入8～22％、粒度60目的鱗片狀石墨，加入金屬鐵粉1～4％、鈦粉0.5～2％、鋁粉1～3％和鋁鎂合金1～4％配制成搗打料。另外，加入占重量百分比4～15％的熱塑酚醛樹脂作結(jié)合劑，成型后經(jīng)110℃烘烤16小時(shí)，電阻率可達(dá)10-2～10-4Ω.cm。本發(fā)明適用于上述幾種直流電弧爐底陽(yáng)極，使用時(shí)先在爐底銅板上澆注一層不導(dǎo)電料，再在澆注層上采用本發(fā)明導(dǎo)電料搗打成型，導(dǎo)電料層與爐坡間用不導(dǎo)電澆注料或搗打料填充，以保證爐殼絕緣。耐火材料一般都屬絕緣材料，要提高其電阻率，可采用添加金屬氧化物、金屬纖維和金屬等多種方式，但在耐火材料中普通金屬纖維熔點(diǎn)過(guò)低，不等滿足高溫冶煉的需要；而金屬氧化物惰性大，不利于復(fù)合使用；金屬粉的加入可顯著降低電阻率，而且復(fù)合使用效果更佳。金屬鐵一般在耐火材料中屬于低熔點(diǎn)的雜質(zhì)，應(yīng)盡量少，但在導(dǎo)電耐火材料中，特別是熱修補(bǔ)料中加入少量鐵，可利用其熔點(diǎn)低的特點(diǎn)促進(jìn)導(dǎo)電材料的燒結(jié)。鈦粉、鋁粉和鋁鎂合金的加入降低了導(dǎo)電耐火材料的電阻率，同時(shí)，利用鋁和鋁鎂合金的活性，可先于散狀導(dǎo)電材料中的碳與氧反應(yīng)，克服了導(dǎo)電材料的氧化問(wèn)題，可防止導(dǎo)電材料的脫碳，提高抗氧化性。采用大晶粒電熔鎂砂，熔點(diǎn)高，抗侵蝕性好。使用鱗片狀石墨保證耐火材料具有較低的電阻，提高耐火材料的耐侵蝕性，同時(shí)也是酚醛樹脂的配加原料，承擔(dān)骨架的作用。酚醛樹脂作為結(jié)合劑，使加入的石墨形成骨架，形成導(dǎo)電通道，降低電阻率。本發(fā)明在冷態(tài)可滿足直流電弧爐起弧操作，使鋼水熔化，同時(shí)具有耐火材料抗高溫鋼水侵蝕，耐沖刷等相關(guān)性能。本發(fā)明在使用中，金屬電極不必與鋼水直接接觸，即耐火材料高于金屬電極(或不埋金屬電極)，而在耐火材料被侵蝕到鋼水要接觸金屬電極時(shí)，可用本發(fā)明耐火材料進(jìn)行冷、熱修補(bǔ)，修補(bǔ)料導(dǎo)電性好，電阻率在10-2～10-4Ω.cm，可直接開爐煉鋼，因銅板上用不導(dǎo)電澆注料，克服了含碳材料導(dǎo)熱系數(shù)高，傳熱快的缺點(diǎn)，不用水冷和風(fēng)冷輔助系統(tǒng)。在相同的操作條件下，可大幅度提高電爐的使用壽命，降低電極消耗。同時(shí)，因采用導(dǎo)電散狀料后，爐底成為一個(gè)整體，避免了鋼水從磚縫滲漏的可能性，從而提高了電爐煉鋼的安全性。本發(fā)明與現(xiàn)有直流電弧爐底陽(yáng)極相比，電阻率低，適用范圍廣，可適用于各種類型直流電弧爐底陽(yáng)極，在操作中可任意修補(bǔ)，價(jià)格低，相當(dāng)于ABB直流電弧爐底陽(yáng)極導(dǎo)電磚價(jià)格的1/3，開爐工序簡(jiǎn)單。實(shí)施例1在VAI型試驗(yàn)?zāi)M裝置中爐底部分用本發(fā)明耐火材料搗結(jié)、夯實(shí)，料面高于翅片15～20mm，經(jīng)低溫(200～250℃)烘烤16小時(shí)后，加入廢鋼，接通電源后，正負(fù)極間即可引弧，爐底廢鋼在電弧高溫作用下，即刻熔化。操作一定時(shí)間后，將鋼水排出，投入熱修補(bǔ)料，經(jīng)壓實(shí)后，繼續(xù)起弧。本發(fā)明導(dǎo)電耐火材料的化學(xué)組成和物理性能見下表。實(shí)施例2在有兩根銅鋼復(fù)合底陽(yáng)極的30噸的CLECIM型直流爐底電極周圍直徑1.3mm的范圍內(nèi)，使用本發(fā)明導(dǎo)電耐火材料，用風(fēng)錘搗結(jié)，導(dǎo)電料高出電極頂面150mm，經(jīng)低溫烘烤12小時(shí)后，按正常開爐程序操作，可正常起弧冶煉。</tables>權(quán)利要求1.一種直流電弧爐爐底用導(dǎo)電耐火材料，其化學(xué)組成為MgO65～80％；C8～22％；金屬外加劑Fe1～4％；Ti0.5～2％；Al1～3％；鋁鎂合金1～4％。全文摘要本發(fā)明公開了一種直流電弧爐爐底用導(dǎo)電耐火材料,其化學(xué)組成為:MgO:65～80%;C:8～22%;金屬外加劑Fe:1～4%;Ti:0.5～2%;Al:1～3%;鋁鎂合金:1～4%。它具有電阻率低,價(jià)格低的優(yōu)點(diǎn),開爐工序簡(jiǎn)單,在電爐操作中可任意修補(bǔ),能大幅度提高電爐的使用壽命,降低電極消耗。文檔編號(hào)C04B35/66GK1179406SQ96120058公開日1998年4月22日申請(qǐng)日期1996年10月16日優(yōu)先權(quán)日1996年10月16日發(fā)明者陶紹平,曹勇,郭家林,楊彬申請(qǐng)人:首鋼總公司