Les exigences générales relatives aux matériaux réfractaires pour les fours à arc électrique sont :
(1) Le caractère réfractaire doit être élevé. La température de l'arc dépasse 4 000 °C et la température de fabrication de l'acier est de 1 500 à 1 750 °C, parfois jusqu'à 2 000 °C, les matériaux réfractaires doivent donc avoir un caractère réfractaire élevé.
(2) La température de ramollissement sous charge doit être élevée. Le four électrique fonctionne dans des conditions de charge à haute température et le corps du four doit résister à l'érosion de l'acier en fusion, de sorte que le matériau réfractaire doit avoir une température de ramollissement sous charge élevée.
(3) La résistance à la compression doit être élevée. Le revêtement du four électrique est affecté par l'impact de la charge pendant le chargement, la pression statique de l'acier en fusion pendant la fusion, l'érosion de l'écoulement de l'acier pendant le taraudage et les vibrations mécaniques pendant le fonctionnement. Par conséquent, le matériau réfractaire doit avoir une résistance élevée à la compression.
(4) La conductivité thermique doit être faible. Afin de réduire les pertes de chaleur du four électrique et de réduire la consommation d'énergie, le matériau réfractaire doit avoir une mauvaise conductivité thermique, c'est-à-dire que le coefficient de conductivité thermique doit être faible.
(5) La stabilité thermique doit être bonne. En quelques minutes entre le taraudage et le chargement dans la fabrication de l'acier au four électrique, la température chute fortement d'environ 1 600 °C à moins de 900 °C, les matériaux réfractaires doivent donc avoir une bonne stabilité thermique.
(6) Forte résistance à la corrosion. Au cours du processus de fabrication de l'acier, les scories, les gaz de four et l'acier fondu ont tous de forts effets d'érosion chimique sur les matériaux réfractaires, de sorte que les matériaux réfractaires doivent avoir une bonne résistance à la corrosion.
Sélection de matériaux réfractaires pour parois latérales
Les briques MgO-C sont généralement utilisées pour construire les parois latérales des fours électriques sans parois de refroidissement par eau. Les points chauds et les lignes de scories présentent les conditions de service les plus sévères. Ils sont non seulement gravement corrodés et érodés par l'acier en fusion et les scories, ainsi que gravement impactés mécaniquement lorsque de la ferraille est ajoutée, mais ils sont également soumis au rayonnement thermique de l'arc. Par conséquent, ces pièces sont construites avec des briques MgO-C offrant d’excellentes performances.
Pour les parois latérales des fours électriques à parois refroidies à l'eau, en raison de l'utilisation de la technologie de refroidissement par eau, la charge thermique est augmentée et les conditions d'utilisation sont plus strictes. Par conséquent, des briques MgO-C présentant une bonne résistance aux scories, une stabilité aux chocs thermiques et une conductivité thermique élevée doivent être sélectionnées. Leur teneur en carbone est de 10 à 20 %.
Matériaux réfractaires pour parois latérales de fours électriques de très haute puissance
Les parois latérales des fours électriques à très haute puissance (fours UHP) sont principalement construites avec des briques MgO-C, et les points chauds et les zones de lignes de scories sont construites avec des briques MgO-C avec d'excellentes performances (telles que la matrice entièrement en carbone MgO-C briques). Améliore considérablement sa durée de vie.
Bien que la charge sur les parois du four ait été réduite grâce aux améliorations apportées aux méthodes de fonctionnement des fours électriques, il est toujours difficile pour les matériaux réfractaires de prolonger la durée de vie des points chauds lorsqu'ils fonctionnent dans des conditions de fusion au four UHP. Par conséquent, la technologie de refroidissement par eau a été développée et appliquée. Pour les fours électriques utilisant le piquage EBT, la surface de refroidissement par eau atteint 70 %, réduisant ainsi considérablement l'utilisation de matériaux réfractaires. La technologie moderne de refroidissement par eau nécessite des briques MgO-C présentant une bonne conductivité thermique. De l'asphalte, des briques de magnésie liées à la résine et des briques MgO-C (teneur en carbone de 5 à 25 %) sont utilisées pour construire les parois latérales du four électrique. Dans des conditions d'oxydation sévères, des antioxydants sont ajoutés.
Pour les zones de points chauds les plus gravement endommagées par les réactions redox, des briques MgO-C avec de la magnésite fondue cristalline comme matière première, une teneur en carbone supérieure à 20 % et une matrice entièrement en carbone sont utilisées pour la construction.
Le dernier développement des briques MgO-C pour les fours électriques UHP consiste à utiliser une cuisson à haute température puis une imprégnation avec de l'asphalte pour produire ce que l'on appelle des briques MgO-C cuites imprégnées d'asphalte. Comme le montre le tableau 2, par rapport aux briques non imprégnées, la teneur en carbone résiduel des briques MgO-C cuites après imprégnation d'asphalte et recarbonisation augmente d'environ 1 %, la porosité diminue de 1 % et la résistance à la flexion et à la pression à haute température La résistance est La résistance a été considérablement améliorée, ce qui lui confère une grande durabilité.
Matériaux réfractaires en magnésium pour parois latérales de fours électriques
Les revêtements des fours électriques sont divisés en alcalins et acides. Le premier utilise des matériaux réfractaires alcalins (tels que la magnésie et les matériaux réfractaires MgO-CaO) comme revêtement du four, tandis que le second utilise des briques de silice, du sable de quartz, de la boue blanche, etc. pour construire le revêtement du four.
Remarque : Pour les matériaux de revêtement du four, les fours électriques alcalins utilisent des matériaux réfractaires alcalins et les fours électriques acides utilisent des matériaux réfractaires acides.
Heure de publication : 12 octobre 2023
