Piec z łukiem krytym do stopów żelaza: rozwiązanie problemu przegrzania i zaczerwienienia dna pieca

Piekarnik z podwodnym łukiem z stopów żelaznych: rozwiązanie problemu przegrzania i zaczerwieniania się dna pieca

W tradycyjnej stopie żelazapiece łukowe zanurzone, wyściółka pieca jest zazwyczaj konstruowana z użyciem wstępnie ugotowanych bloków węglowych z szerokimi, grubiutkimi złączami.W tym badaniu przypadku analizowano podstawowe wyposażenie dwóch 25.5 MVA podwodne piece łukowe. Chociaż początkowo zastosowano wyrafinowaną technologię ścięcia cienkimi zębami węglowymi,Nadgrzewka i zaczerwienienie dna pieca pojawiły się zaledwie trzy miesiące po uruchomieniuPrzeprowadzono szczegółową analizę zwłok, aby zidentyfikować przyczynę i opracować rozwiązanie.

Okres operacyjny i opis incydentu:

Piekarnik nr 1 został oddany do użytku i rozpoczął fazę podgrzewania ("piekarnik elektryczny").

Wraz ze wzrostem temperatury pieca stopniowo podnoszono napięcie wtórne, a w dniu 12 uruchomiono piec nr 2.

W dniu 43 eksploatacji pieca nr 1 znaleziono twardy przedmiot zatykający dziurę, co poprawiło się po wymianie dziury.

Do 83. dnia pojawiły się problemy operacyjne, charakteryzujące się nadmierną objętością ścieków, zmniejszoną wydajnością metalu i często niską produkcją metalu.

W dniu 90. temperatura dna pieca przekroczyła 600°C, osiągając 1050°C w dniu 95. W tym momencie dolna stalowa powłoka wykazała lokalne zaczerwienienie w pięciu obszarach w pobliżu linii środkowej.

Następnie podobny wzór wystąpił w piecu nr 2. Temperatura jego dna wzrosła z 425°C do ponad 550°C, co wymagało wyłączenia.

Analiza przyczyn

Przedwczesne zaczerwienienie dna pieca lub zużycie w piecach łukowych podwodnych wynikają zazwyczaj z kombinacji czynników związanych z materiałami wyściółkowymi, jakością konstrukcji, codziennym działaniem,i konstrukcji piecaW tym wypadku kluczowym czynnikiem była podszewka pieca.

1. Analiza podszewki pieca (czynnik podstawowy)

W piecu z stopami silikomanganu strefa topnienia tworzy wysoko-temperaturową jamę wokół końcówek trzech elektrod, w której rozpuszczany i gazowany jest ładunek stały.Temperatura w tej komorze osiąga 2000-3000°C.Gorąca powierzchnia ściany tyglika wynosi około 1800~2000°C, zimna powierzchnia 1500~1800°C, a ładunek stały przyległy do wewnętrznej ściany wyściółki pieca osiąga 1500~1700°C.

W przypadku nieudanej murówki z drobnymi złączami wykorzystano następujące materiały (rzeczywiste grubości zainstalowane w nawiasach):

N42 Fireclay Brick (0,6345m)

L75 cegła o wysokiej zawartości aluminiowej (0,335m)

Pre-pieczone (półgraficzne) cegły węglowe (1.206m)

Izolacja z płyt z włókna azbestowego (0,02 m)

Płytka stalowa z muszli pieca (0,03 m)

Materiały łączące: bezwodna pasta węglowa, błota fosforanowa, twardy cienkie proszek o wysokiej zawartości aluminium, pasta elektrodowa o grubej łączności o niskiej temperaturze.

Stosowano również półgraficzne cegły z węglanu krzemowego.

Zidentyfikowano krytyczny problem w interfejsie termicznym. Punkt zmiękczenia obciążenia cegły o wysokiej zawartości aluminiowej na ogół nie przekracza 1200°C.pomiędzy cegłą węglową a cegłą o wysokiej zawartości aluminy należy dodać warstwę lekkiej cegły węglowej, aby zmniejszyć temperaturę interfejsu do poniżej 1200°C.Ten bufor nie był.

Ponadto, jakość murów jest kluczowa. Różne ogniotrwałe materiały mają różne współczynniki rozszerzenia termicznego, co wymaga odpowiednio zaprojektowanej i rozmiarowej strefy elastycznego bufora.Strefa, która jest zbyt cienka, nie może pomieścić ekspansji, natomiast zbyt gruba nie zapewnia odpowiedniego oporu od muszki pieca, potencjalnie poszerzając złącza cegieł.

Właściwe podgrzewanie podszewki ("pieczenie") zgodnie z zdefiniowaną krzywą grzewczą jest niezbędne, biorąc pod uwagę skład podszewki (warstwa bazowa i warstwa grzewcza), właściwości ogniotrwałe, grubość, położenie,i metoda ogrzewaniaInne czynniki operacyjne, takie jak ustawienia sterownika, właściwości łuku i rozkład prądu, również znacząco wpływają na żywotność obudowy.

Pośmiertne badanie pieca i wnioski

Po tygodniowym zamknięciu, Piekarnik nr 1 został opróżniony i zbadany:

1Powierzchnia koksu około 1,3 metra od szczytu pieca była o 60% grubsza niż normalnie.

2Na głębokości około 2,4 m (w strefie trójfazowej elektrody) konstrukcja cegły węglowej wzrosła.

Przyczyną zaczerwienienia w dolnej części była cieplna presja w podszewniku podczas podgrzewania, która spowodowała wybrzuszenie, pęknięcie górnej części,a następnie infiltracja stopionego metaluTrójkątna konfiguracja cegieł węglowych skoncentrowała to naprężenie cieplne, co doprowadziło do lokalizowanej awarii "wybrzuszenia".

Zalecane rozwiązanie:

Podczas gdy tradycyjna konstrukcja pieca szerokokręgowego może zapewnić żywotność podszewki dłuższą niż rok, w przypadku długotrwałych kampanii wymagane jest bardziej wytrzymałe rozwiązanie.Zalecane podejście to zastąpienie bloków węglowych szeroko połączonych z pre-pieczoną murą monolityczną wyściółką z zimną ramąAlternatywnie, stosowanie techniki ścięcia z użyciem samodzielnie pieczących się bloków węglowych może niezawodnie zagwarantować trwałość wyściółki pieca co najmniej trzy lata.Sukces tych metod zależy w sposób krytyczny od właściwego projektowania i doboru materiałów do wyściółki pieca, w szczególności zapewniając odpowiednie buforowanie termiczne na interfejsach materiału i dopasowując się do rozszerzania termicznego.

Jesteśmy profesjonalnym producentem pieców elektrycznych. lub jeśli potrzebujesz podwodnych pieców łukowych, elektrycznych pieców łukowych, pieców rafinacyjnych lub innego sprzętu topienia,Proszę nie wahaj się skontaktować z nami pod adresem:susan@aeaxa.com