8796961091

gdzie:

Rw — limowe zuzycie wyraurówki, mm/h,

I — natężenie prądu luku, kA,

Ui — składowa czynna napięcia luku, V, d — odległość osi luku od ściany pieca, mm.

Autorzy licznych publikacji jako najbardziej istotne czynniki, mające wpływ na czasokres pracy wyłożenia ogniotrwałego, wymieniają: agresywne działanie żużla, niszczące działanie o charakterze mechanicznym, działanie korozyjne pyłów lotnych oraz obciążenia cieplne związane z promieniowaniem łuku.

Wpływ poszczególnych czynników można ująć w spo-sób poniżej przedstawiony.

Żużel oddziaływujący w piecu elektrycznym na tworzywo ogniotrwałe posiada bardzo zmienny skład chemiczny w zależności od sposobu wytapiania stali.

Zasadowość żużla określona stosunkiem zawartości CaO do Si0₂ przyjmuje wartości 2,0—3,5.

Wielkość zużycia wyłożenia ogniotrwałego determinowana jest temperaturą żużla, ilością zawartego w' nim fluorytu, jak również zawartością tlenków żelaza.

Niszczące działania o charakterze mechanicznym — wskutek mechanicznego oddziaływania łuku elektrycznego kropie żużla z kąpieli metalowej uderzają o wyłożenie ścian bocznych z prędkością do 65 km/h |2J. Spływające po obmurzu ogniotrwałym składniki żużla powodują niszczenie wyrobów ogniotrwałych wskutek erozji i częściowo korozji. Uszkodzenie obmurza występuje również przy załadowaniu wsadu a także w czasie przechylania pieca przy spuście stali.

Działanie korozyjne pyłów — podczas wytapiania następuje stale wydzielanie się pyłów. Duża ilość pyłów powstaje zwłaszcza podczas przedmuchiwania tlenem. Powstające pyły składają się głównie z tlenków żelaza i wapnia. Powodują one ożużlenie sklepienia i górnych części ścian bocznych.

Znamienny jest również wpływ atmosfery pieca, zmieniającej się w czasie wytopu od silnie utleniającej do silnie redukującej.

Może to doprowadzić do rozluźnienia tekstury zasadowych wyrobów ogniotrwałych a więc w' konsekwencji do zwiększonej infiltracji tlenków z przestrzeni roboczej pieca a wraz z nią do zwiększonej korozji obmu-rza. Stąd okazało się, że najlepiej zachowują się w obmurzu takie wyroby magnezytowo-chromitowe, w których ruda chromowa prawie całkowicie przereagowała z peryklazem i nie występują zmiany w teksturze tych wyrobów pod wpływem zmiennej atmosfery prowadzącej do dezintegracji ziarn rudy chromowej.

Obciążenia cieplne — stwierdzono 13, 5j, że temperatury na powierzchni wyłożenia ogniotrwałego wynoszą I673-J-2273K przy czym maksymalne temperatury występują w obszrirach przyelektrodowych, co potwierdza zaobserwowane zjawisko nadtapiania się wyrobów stanowiących wyłożenie tych stref.

Wyłożenie ogniotrwałe obok działania wysokich temperatur narażone jest na nagłe zmiany temperatury pomiędzy kolejnymi wytopami, które w powiązaniu z zachodzącymi w toku pracy reakcjami chemicznymi w warstwie powierzchniowej i infiltracją ciekłych reagentów i produktów reakcji w głąb wyrobów, prowadzi w końcowym działaniu do ich łuszczenia się.

Wszystkie czynniki niszczące, które oddziaływują na wyroby ogniotrwałe równocześnie a stopień ich udziału w procesie zużywania się wyrobów zależy głównie od obszaru obmurza w którym pracują, wskazują na bardzo trudne warunki pracy wyłożenia ogniotrwałego w piecach elektrycznych o dużych mocach i pojemnościach.

Maksymalne zużycie materiałów' ogniotrwałych obserwuje się w' części obmurza pracującej w bezpośrednim kontakcie z żużlem i w obszarach położonych w' najbliższej odległości od elektrod (tzw. gorące strefy), co wynika rówmież ze wzoru Schwabego. Różne warunki pracy poszczególnych części obmurza wymagają stosowania na ich wyłożenie zróżnicowanych odmian gatunków wyrobów ogniotrwałych (tzw. strefowa wymurów'-ka) co jest konieczne dla wyrówmania trwałości pracy całego wyłożenia ogniotrwałego pieców łukowych.

Zasada ta praktykowana jest również przy wyłożeniach ogniotrwałych krajowych 140-tonowych pieców elektrycznych 16]. Obserwacje pracy wyłożeń ogniotrwałych 140-tonowych pieców' elektrycznych Huty Zawiercie i Huty im. M. Nowotki pozwoliły stwierdzić, że najlepsze trwałości wyłożeń uzyskuje się w przypadku stosowania na poziomie żużla wyrobów magnezy to wo-chro-mitowych o zrostowej mikrostrukturze 16). W gorących strefach najlepiej pracują natomiast topione i odlewane wyroby magnezytowo-chromitowe w gatunku Corhart 104. Przy stosowaniu w tych strefach wyrobów otrzymywanych w konwencjonalnych technologiach zmniejsza się średnia iiość wytopów w kampanii, jak również wzrasta ilość przemurówek tej części obmurza.

W literaturze jako siodek zaradczy zapooiegający nadmiernemu niszczeniu wyłożenia ogniotrwałego gorących stref proponowane jest rów’nież lokalne ich chłodzenie poprzez zainstalowanie między pancerzem a wymurów-ką w bezpośrednim kontakcie z materiałami ogniotrwałymi, skrzyń z ciągłym obiegiem v/ody. Chłodzenie ma na celu odprowadzenie ciepła i obniżenie do wymaganego minimum temperatury na powierzchni roboczej wyrobów. Szeroko rozpowszechnione wykorzystanie tych metod w stalowniach elektrycznych Japonii i USA [7], pozwoliło na osiąganie średnich trwałości wymuró-wek 200-tonowrych pieców łukowych rzędu 700^800 wytopów w^f jednej kampanii.

Dla analogicznych pieców' bez chłodzenia gorących stref średnie trwałości wrymurówek kształtow^łaly się w granicach 150-i-200 wytopów w jednej kampanii.

Podsumowując można stwierdzić, że najbardziej prawidłowym kierunkiem zwiększenia trwałości wyłożenia ogniotrwałego elektrostalowniczych pieców łukowych jest — obok przestrzegania zasad prawidłowej eksploatacji — stosowanie na wyłożenie miejsc największego zużycia {poziom żużla i gorące strefy) wyrobów ogniotrwałych posiadających bardzo dobre własności fizykochemiczne. Obserwacje pracy różnych wersji wyłożeń (6) wskazują, że najbardziej pożądanymi własnościami wyrobów przeznaczonych na wyłożenie miejsc największego zużycia są, duża zwartość i odporność na nagłe zmiany temperatury oraz wysokie własności termomechaniczne.

Nadmiernemu niszczeniu wyłożenia ogniotrwałego gorących stref można zapobiec dodatkowo poprzez lokalne ich chłodzenie. Zainstalowanie chłodzenia wyłożenia ogniotrwałego gorących stref nie jest zabiegiem kosztowanym a na pewno gwarantującym osiągnięcie znacznej poprawy trwałości wryłożeń ogniotrwałych elektrostalowniczych pieców łukowych.