[发明专利]一种低成本、长寿命的组合式电弧炉炉顶预制件

说明书

技术领域

本发明涉及短流程炼钢设备电弧炉顶用预制件的制作及优化，尤其是提高了电炉顶预制件的使用寿命，并且降低了成本。

背景技术

传统的电弧炉炉盖采用磷酸盐结合高铝砖砌筑，但随着科学技术的飞速发展和冶炼要求的提高，电炉炉炉盖采用水冷圈结构，而炉盖三角区则使用预制件。炉顶预制件一般选用钢纤维增强刚玉-莫来石质材料浇注而成，它具有优异的抗侵蚀性、较高的抗烟气冲刷能力和较好的热震稳定性，能够适应不同的冶炼条件。炉顶预制件损毁的部位大都是在电极孔区域，特别是电极孔之间的部位，因为该部位承受电极高温的作用、炉内烟气的冲刷、钢渣的侵蚀等。炉顶预制件使用到一定程度后，非电极孔区域还能继续工作，但电极孔区域变薄，甚至崩塌，导致炉顶预制件需要整体更换。因此，对于非电极孔区域来说，是一种很严重的浪费，因为这部分材料占整个预制件的四分之三以上。目前，通过溅渣护炉、电极孔周围淋水冷却、将预制件做成球形等方法在一定程度上提高了炉顶预制件的寿命，但效果非常有限。

发明内容

本发明采用两种方式来提高炉顶预制件的寿命，同时也降低了成本。首先，通过统计和分析废弃炉顶预制件损毁的部位，将炉顶预制件分为两部分：易损区域和主体区域，易损区域就是电极孔区域，主体区域则是除易损区域之外的其它区域。制作时将这两部分单独制作，砌筑时通过耐火泥粘合拼装。在使用过程中，当易损区域损毁以后，预制件主体区域不需更换，只需更换易损区域，从而减少了预制件主体区域材料的浪费，也提高了炉顶预制件的综合寿命；其次，预制件易损区域和主体区域选用不同品质的材料来制作，易损区域选用品质较高的材料，主体区域则选用品质相对较低的材料制作。

本发明所采用的技术方案是：

1，将预制件分为两部分，主体区域和易损区域，并分别制作。一般情况下，一个主体区域配三个易损区域，也就是在使用时需要快速更换两次易损区域。

2，选用不同品质的材料制作预制件的两个不同区域。易损区域可选择钢纤维增强刚玉质、莫来石质、刚玉-莫来石质低水泥浇注料，主体区域可选择钢纤维增强矾土质、矾土-莫来石质低水泥浇注料。

3，两部分制作完毕后进行组装，组装时在接触面上涂抹高性能耐火泥。首次组装可以在制作完毕后进行，在线更换时在电炉顶直接进行。

本发明的有益效果是：将炉顶预制件的各个部位使用到了极限状态，避免了主体区域材料的浪费、降低了成本，提高了炉顶预制件的整体寿命。

附图说明

图1：首次组装后炉顶预制件俯视图；

图2：是图1的A-A剖视图；

图3：炉顶预制件主体区域俯视图；

图4：是图3的B-B-B剖视图；

图5：是图3的C-C-C剖视图；

图6：炉顶预制件易损区域俯视图

图7：是图6的D向视图；

图8：是图6的E向视图；

图中①：主体区域；②：吊钩；③：易损区域；④：电极孔。

具体实施方式

1，将炉顶预制件分为两部分，根据用后炉顶预制件的损耗状况按图1所示将炉顶预制件分为主体区域①和易损区域③，从电极孔④垂直于水平中心线的直径上分开，并且距离电极孔边缘100mm以上，考虑安装结构，倾斜角为3°(图2、图5所示)，也就是说，主体区域①和易损区域③接触面与预制件中心法线的夹角为3°，同时，预留填充耐火泥的缝隙5mm。

2，将主体区域①和易损区域③分别制作，制作时采用振动浇注成型，按图3和图5预埋吊钩②。

3，主体区域①和易损区域③的制作过程与典型预制件的制作过程相同，制作完毕后在预制件主体区域①和易损区域③的接触面上涂抹耐火泥，然后按图1所示进行组装，组装完毕后即可使用。

4，当易损区域③损毁后，无需将预制件主体区域①从水冷圈上吊下，可以直接对易损区域③进行在线快速更换。更换程序为：将预制件主体区域①和易损区域③的接触面清理干净，然后涂抹耐火泥，按图1所示进行组装，组装完毕后即可使用。更换易损区域③的次数根据预制件主体区域①的工作状况而定，也就是说在主体区域①没有严重损毁之前可以不断的更换电极孔区域③，使主体区域①应用至极至。

5，预制件材料，具体实施材料如下：

5.1主体区域①用浇注料：

5.2易损区域③用浇注料：

5.3耐火泥

  名称  规格(mm)  比例(％)  88矾土  180目  55  白刚玉  320目  20  α-Al₂O₃  6  膨润土  4  磷酸二氢铝  15  柠檬酸  0.3  三聚磷酸钠  0.15