Срок службы электродуговой печи (ЭДП) для производства титанового шлака является одним из основных факторов, влияющих на производство титанового шлака, особенно учитывая, что процесс плавки требует температур от 1600℃ до 1800℃. Из-за чрезвычайно высокой химической активности расплавленного титанового шлака он может вступать в реакцию практически со всеми металлами и неметаллами. Он может быстро вызывать коррозию обычных огнеупорных материалов, что предъявляет высокие требования к материалу, огнеупорности и шлакостойкости футеровки ЭДП. Увеличение срока службы печи и снижение стоимости ее строительства имеют решающее значение для производства титанового шлака.
В настоящее время в электродуговых печах для производства титанового шлака используются магнезиальные огнеупорные кирпичи, высокоглиноземистые огнеупорные кирпичи и углеродистые огнеупорные кирпичи. Цикл капитального ремонта электродуговых печей для производства титанового шлака составляет от 3 до 4 лет, а в некоторых случаях сокращается до шести месяцев.
Факторы, влияющие на срок службы печи
Материал футеровки печи: В печах для производства титанового шлака обычно используются несколько огнеупорных материалов, обладающих специфическими характеристиками. Углеродные и графитовые кирпичи обладают хорошей огнеупорностью и не содержат примесей, что является преимуществом. Однако при высоких температурах активность углерода возрастает, что делает их восприимчивыми к окислительной атмосфере и ускоряет эрозию футеровки печи титановым шлаком и расплавленным железом. Они также относительно дороги. кирпич магнезитовый обладают высокой огнеупорностью, а их рабочая температура близка к температуре плавки титанового шлака, что делает их пригодными для использования в электропечах для производства титанового шлака. Однако содержание MgO в магнезиальных кирпичах может влиять на качество готового титанового шлака. Кроме того, магнезиальные кирпичи имеют высокий коэффициент теплового расширения, что приводит к остаточной усадке при температуре нагрева, превышающей температуру обжига 1400–1650 ℃. Эта усадка особенно заметна при достижении температуры плавки титанового шлака 1600–1800 °C, что негативно сказывается на футеровке. Высокоглиноземистые кирпичи обладают несколько меньшей огнеупорностью, чем обычная температура плавки титанового шлака. Однако их рабочая температура совпадает с температурой магнезиальных кирпичей, и их также можно использовать в электродуговых печах на титановом шлаке после структурной обработки корпуса печи. Самое главное, они недороги и экономичны. Кроме того, высокоэффективные продукты из корунда (Al2O3 > 95%) и оксида циркония подходят для использования в качестве футеровки электродуговых печей на титановом шлаке, но из-за высокой цены их редко применяют в таких печах.
Конструкция футеровки печи
Производство в электродуговой печи (ЭДП) с титановым шлаком осуществляется при высоких температурах, а расплавленный титановый шлак обладает высокой коррозионной активностью. С одной стороны, он вступает в реакцию с огнеупорными материалами, обычно используемыми в металлургии; с другой стороны, в условиях высоких температур шлак и расплавленный металл также оказывают эрозионное воздействие на футеровку печи. Поэтому условия плавки чрезвычайно сложны и суровы. Подходящая конструкция футеровки печи и достаточная толщина рабочего слоя являются необходимыми условиями и гарантиями для продления срока службы футеровки печи и обеспечения нормального производства в электродуговой печи с титановым шлаком.
Тепло в днище электродуговой печи с титановым шлаком поступает не только от теплопередачи через расплавленный металл, но и от тепла, выделяемого при потреблении электроэнергии в днище печи. Поэтому днище печи находится при высокой температуре, что является одной из причин его подверженности повреждениям. Таким образом, меры по изоляции днища печи влияют на срок службы корпуса печи. В производственной практике на одном из заводов в апреле 2004 года была завершена и введена в эксплуатацию новая полузакрытая электродуговая печь для производства титанового шлака мощностью 6300 кВА. Для строительства и монтажа этой электродуговой печи было использовано 27 тонн углеродистого кирпича, 18 тонн высокоглиноземистого кирпича и 110 тонн глиняного кирпича. Если в качестве футеровки печи используется магнезиальный кирпич, потребуется приблизительно 93 тонны магнезиального кирпича и 100 тонн глиняного кирпича. Что касается производственных результатов, то с момента ввода в эксплуатацию эта электродуговая печь произвела более 1400 циклов работы, получив приблизительно 6000 тонн титанового шлака.
Характеристики кирпич магнезитовый
Магнезальный кирпич, как правило, можно разделить на две основные категории: спеченный магнезиальный кирпич (также известный как обожженный магнезиальный кирпич) и химически связанный магнезиальный кирпич (также известный как необожженный магнезиальный кирпич). Магнезиальный кирпич высокой чистоты и температуры обжига называется непосредственно связанным магнезиальным кирпичом, поскольку зерна периклаза находятся в непосредственном контакте. Кирпич, изготовленный из плавленого магнезиального кирпича, называется плавленым повторно связанным магнезиальным кирпичом. Магнезиальный кирпич — это щелочной огнеупорный материал с периклазом в качестве основной кристаллической фазы, характеризующийся высокой высокотемпературной механической прочностью, хорошей шлакостойкостью, высокой коррозионной стойкостью и высокотемпературной объемной стабильностью. Магнезиальный кирпич обладает высокой огнеупорностью, отличной устойчивостью к щелочному шлаку и высокой начальной температурой размягчения под нагрузкой, но низкой термостойкостью. Спеченные магнезиальные кирпичи изготавливаются из магнезиального кирпича, полученного в процессе производства кирпича: его измельчают, смешивают, формуют, а затем обжигают при высокой температуре 1550–1600℃. Высокочистые изделия обжигают при температуре выше 1750℃. Необожженные магнезиальные кирпичи изготавливают путем добавления соответствующих химических связующих к магнезиальному песку, после чего проводят смешивание, формование и сушку. В основном используются для постоянной футеровки основных мартеновских печей и стенок электропечей в сталелитейной промышленности, а также в кислородных конвертерах. Также используются в печах для выплавки цветных металлов, высокотемпературных туннельных печах, для футеровки кальцинированных магнезиальных кирпичей и цементных вращающихся печ, днищ и стенок нагревательных печей, а также для рифленых кирпичей в регенераторах стекловаренных печей и т. д.
