铬刚玉预制电炉盖在炉顶中心区的应用

为了提高电炉炉顶的使用寿命，绝大多数超高功率电炉炉顶均采用水冷结构，但电极周围中心区必须使用耐火材料，并且其使用寿命决定了电炉顶的使用寿命。电炉顶中心区铬刚玉预制件由于整体性好，施工安装方便，使用寿命长而受到电炉钢厂特别是大中型电炉钢厂的青睐。

1：电炉顶中心预制件的制作

根据电炉顶中心区的工况环境要求，在选择电炉顶中心预制件时，主要采取了以下几方面的措施 : (1) 选用高纯刚玉作为主要原材料，以提高制品的耐高温性能，进而提高抗熔损能力；(2) 在刚玉质预制件中引入优质氧化铬粉(Cr2O3 > 99 %)，提高抗渣性，减少熔渣渗透，从而抑制结构剥落，提高制品使用寿命；(3) 在刚玉质预制件中引入耐热不锈钢纤维，以改善制品的韧性，提高制品的热震稳定性，从而改善应力分布，抑制裂纹产生，提高制品使用寿命。

2：铬刚玉预制件在电炉顶中心的应用

电炉顶铬刚玉预制件的厚度为600mm，电极孔φ510mm。生产完成后经过300℃低温烘烤然后交付厂家使用，经过观察发现铬刚玉预制件在电炉顶所承受的破坏环境，可以分为以下几种情况

2.1 炉盖的急冷急热

装料时，炉盖要旋开造成温度急剧下降，使炉盖产生热应力从而引起剥落损毁。有效的方法是对废钢进行打箍加工，以减少装料次数。对提高电炉顶中心铬刚玉预制件的使用寿命起到了积极作用。

2.2 除尘系统

除尘系统抽尘所形成的高速气流对电炉顶中心铬刚玉预制件工作面产生冲击磨损；抽力不足时，冶炼所产生的烟气和火焰大部分从电极与电极孔之间的间隙逸出，气流长时间剧烈冲刷使电极孔扩孔严重。有效的方法是根据电炉容量的大小合理配置风机，并根据冶炼工况调整风量，使炉内烟气大部分能进入除尘系统，同时要及时清理除尘系统入口处的钢渣，以保证除尘孔的有效孔径。

2.3弧光辐射及钢水热辐射引起的熔损

电炉冶炼时，电极放电所产生的弧光温度高达2000 ℃以上，对电炉中心铬刚玉预制件的工作面产生剧烈熔损。特别是起弧阶段，电弧暴露在炉料上方，距炉顶近，热辐射大。电弧越长，功率越大，对炉顶辐射越大，炉顶损坏越快。为此，操作时要求在起弧时采用较低档送电，控制电弧长度，在穿井过程中逐渐采用大电压、大电流供电，同时一旦熔池形成，立即喷入炭粉，迅速制造泡沫渣，屏蔽弧光以保护铬刚玉预制件炉顶。

2.4铁水兑入比例

铁水中含有较高的硅、硫和碳，在氧化气氛下易形成的氧化硅和少量的氧化硫等酸性物质，将加剧对炉顶的损毁。在强化操作的电炉上，随着热装铁水比例的增加，脱碳任务增加，吹氧量也随之增大，此时碳-氧反应剧烈，炉内产生大量的CO、CO2及FeO等烟尘、气体，熔池产生剧烈沸腾且温度急剧升高。在高温下氧化铁易与炉盖材料发生反应形成低熔物，加速炉盖的熔损，同时大量的高温、高速烟气增加了炉盖的磨损，从而导致电炉顶寿命降低。铁水兑入比例越高，影响越大。但通过增大除尘系统的风量和风压，及时将烟尘抽走可以有效消除负面影响。

2.5电极喷淋

电极喷淋是为了降低电极消耗而采用的一种对电极实施保护的冷却方法。它不仅可以有效地降低电炉炼钢的电极消耗，同时由于水分的蒸发，可以吸收大量蕴积在电炉顶中心铬刚玉预制件上的热量，有效地降低电炉顶中心铬刚玉预制件的热负荷，对电炉顶起到冷却作用，即提高了电炉顶中心铬刚玉预制件的高温强度，增大了电炉顶中心铬刚玉预制件下方炉渣的粘度，可以抑制炉渣与炉盖之间的反应，阻止炉渣渗透，从而减轻了炉盖的侵蚀和渣渗透引起的结构剥落。