Trả lời ngắn gọn: Viên gạch magnesia-carbon (MgO-C) trong lò hồ quang điện (EAF) hỏng chủ yếu theo bốn cách: xỉ hòa tan magnesia, oxit sắt trong xỉ đốt cháy carbon, không khí và CO2 đốt cháy carbon ở những vị trí thành lò không được xỉ che phủ, và các phản ứng bên trong viên gạch ở nhiệt độ cao làm mất carbon và giảm độ bền. Các chất chống oxy hóa như nhôm, silic, cacbua silic và cacbua bo không ngăn được những tác động này. Chúng làm chậm quá trình mất carbon và giúp hình thành lớp đặc ở bề mặt chịu nhiệt. Tỷ lệ phối liệu phù hợp tùy thuộc vào từng vùng trong lò, vì vậy không nên dùng nguyên thiết kế gạch cho đường xỉ ở điểm nóng hoặc thành bên phía dưới. Để so sánh các nhà cung cấp, hãy yêu cầu thiết kế gạch cho từng vùng, báo cáo mặt cắt của viên gạch đã qua sử dụng và chi phí trên mỗi tấn thép, chứ không chỉ giá mỗi viên gạch.
1. Mục đích của tài liệu này
Gạch magnesia-carbon ban đầu được phát triển cho các điểm nóng trong lò hồ quang điện, rồi đến cuối thập niên 1970 mới được sử dụng trong các lò chuyển. Vì vậy, lò EAF là nơi vật liệu này có lịch sử lâu đời nhất. Đây cũng là nơi các nhóm mua hàng và kỹ thuật vẫn tranh luận nhiều nhất về loại gạch này: Gạch có hàm lượng than chì cao hơn có tốt hơn không? Carbide bo có đáng với mức giá đó không? Vì sao cùng một thương hiệu lại bền gấp đôi trong lò bên cạnh?
Chúng tôi sản xuất vật liệu chịu lửa nên có góc nhìn riêng. Chúng tôi cũng cố gắng nêu rõ đâu là thông tin từ các công trình đã công bố, đâu là nhận định của chúng tôi. Khi không có số liệu đáng tin cậy, chúng tôi sẽ nói rõ và không tự đưa ra con số.
Trong tài liệu này, bạn sẽ tìm thấy:
- Bốn cơ chế mài mòn gạch MgO-C trong lò EAF, giải thích dễ hiểu;
- Công dụng của từng chất chống oxy hóa và những vấn đề chúng có thể gây ra;
- Cách điều chỉnh gạch cho từng vùng của lò;
- Cách đọc viên gạch đã qua sử dụng và những thông tin cần gửi cho nhà cung cấp;
- Phương pháp tính chi phí trên mỗi tấn và 18 câu hỏi kèm câu trả lời trực tiếp.
2. Cấu tạo của gạch magnesia-carbon cho lò EAF
Ba chức năng, ba thành phần
Viên gạch MgO-C là sự kết hợp của nhiều vật liệu, mỗi loại đảm nhiệm một chức năng.
- Hạt magnesia chịu được xỉ và nhiệt. Chúng chiếm phần lớn viên gạch.
- Than chì không bị xỉ làm ướt, dẫn nhiệt tốt và giãn nở ít. Nhờ vậy, xỉ không thấm vào và gạch chịu được quá trình nung nóng, làm nguội tốt hơn.
- Liên kết carbon (thường là nhựa) giữ viên gạch với nhau và để lại một mạng lưới carbon sau lần gia nhiệt đầu tiên.
Vấn đề là graphite bị cháy. Mọi nội dung khác trong bài này đều bắt nguồn từ điều đó.
Các phạm vi được nêu trong tài liệu
| Hạng mục | Phạm vi điển hình | Ghi chú |
|---|---|---|
| Hàm lượng carbon trong gạch MgO-C | 8% đến 30%, phổ biến nhất là 10% đến 20% | Tài liệu tham khảo đã công bố về sản xuất thép |
| Các chất chống oxy hóa bổ sung | Tổng cộng khoảng 2% đến 3% | Nhôm và silicon là các chất phổ biến nhất |
| Graphite trong các lò EAF vận hành không liên tục | Thường cao hơn | Ở nơi thường xuyên nóng lên và nguội đi hơn |
| Nhiệt độ vận hành | Trên 1,500 °C | Xỉ tinh luyện có thể vượt quá 1,650 °C |
| Cốt liệu hạt thô | 1 đến 7 mm, chiếm khoảng 70% viên gạch | Pha nền mịn hơn, 50 đến 500 µm |
Đây là các số liệu chung từ những bài tổng quan đã công bố, không phải thông số kỹ thuật cho một lò cụ thể nào. Số liệu của riêng bạn nên lấy từ bảng dữ liệu của nhà cung cấp và từ lò của chính bạn.
Magnesia nung chảy hay thiêu kết?
Một bảng tham khảo đã công bố so sánh một loại magnesia nước biển nung chảy (99.07% MgO, độ xốp biểu kiến 2.6%) với một loại magnesia thiêu kết tự nhiên (95.46% MgO, độ xốp biểu kiến 8%). Đây chỉ là một ví dụ đơn lẻ, không phải quy luật. Tuy vậy, ví dụ này cho thấy xu hướng: hạt nung chảy thường tinh khiết và đặc hơn, nên xỉ có ít đường thấm vào hơn. Các tạp chất như SiO2 và CaO trong hạt rất quan trọng vì chúng tạo thành các pha có nhiệt độ nóng chảy thấp khi kết hợp với oxit sắt.
Theo chúng tôi, nên chọn loại hạt phù hợp với từng vùng. Chúng tôi sẽ đề cập lại điều này trong bảng phân vùng.
3. Bốn cách gạch MgO-C trong lò EAF bị hao mòn
1. Xỉ hòa tan magnesia
Xỉ tấn công magnesia theo hai cách. Silica và vôi ngấm vào ranh giới giữa các hạt, làm chúng lỏng ra. Oxit sắt (FeO) khuếch tán vào bên trong hạt magnesia và tạo thành dung dịch rắn magnesia-oxit sắt, có nhiệt độ nóng chảy thấp hơn magnesia tinh khiết.
Một nghiên cứu trong phòng thí nghiệm ở 1,600 °C với xỉ chứa 25% FeO ghi nhận mức hao mòn nghiêm trọng nhất ở độ bazơ 0.5, và mức hao mòn thấp ở độ bazơ từ khoảng 2.0 trở lên. Vì vậy, thực tiễn vận hành lò và thành phần hóa học của xỉ cũng quan trọng không kém viên gạch. Gạch hoạt động tốt với xỉ có tính bazơ, bão hòa MgO có thể bị hao mòn nghiêm trọng khi xỉ chuyển sang tính axit.
2. Oxit sắt đốt cháy carbon từ bên trong
Khi xỉ ngấm vào gạch, oxit sắt tiếp xúc với graphite và phản ứng FeO + C → Fe + CO lấy đi carbon. Gạch trở nên xốp và yếu, xỉ ngấm vào nhiều hơn, khiến quá trình hao mòn tăng tốc. Một bài tổng quan đã công bố xác định phản ứng này là nguyên nhân gây giòn kết cấu của gạch.
3. Không khí và CO2 đốt cháy carbon ở nơi xỉ không bao phủ
Bề mặt nóng của tường lò hồ quang điện không phải lúc nào cũng tiếp xúc với xỉ. Ở những nơi gạch tiếp xúc với không khí trong lò hoặc CO2, carbon bị đốt cháy trực tiếp. Các nghiên cứu đã công bố cho thấy quá trình oxy hóa trực tiếp diễn ra dưới khoảng 1,400 °C, còn quá trình oxy hóa gián tiếp do magie oxit hoặc xỉ gây ra diễn ra ở nhiệt độ cao hơn. Vì vậy, các thành bên phía dưới và những khu vực thường không được xỉ che phủ cần có khả năng chống oxy hóa, ngay cả khi xỉ chỉ ăn mòn nhẹ.
4. Gạch tự ăn mòn
Ở nhiệt độ cao, magie oxit và carbon có thể phản ứng: MgO + C → Mg(khí) + CO(khí). Trong điều kiện tiêu chuẩn, phản ứng bắt đầu ở khoảng 1,850 °C. Trong viên gạch thực tế, khí có thể thoát qua các lỗ rỗng, nên phản ứng có thể diễn ra ở nhiệt độ thấp hơn nhiều. Gạch mất vật liệu từ bên trong, khiến kết cấu trở nên yếu và rỗng. Các thử nghiệm đã công bố cũng cho thấy việc cắt magie oxit thành hạt rất mịn (0.1 mm trở xuống) giúp giảm dạng hư hại này.
Chu kỳ nhiệt và mài mòn cơ học
Ngoài bốn cơ chế này, gạch lò hồ quang điện còn liên tục được nung nóng rồi làm nguội, bị phế liệu va đập và bị dòng thép chuyển động cuốn trôi. Chu kỳ gia nhiệt dần làm kết cấu suy yếu. Một nghiên cứu đã công bố về lò chuyển cho thấy việc gia nhiệt lặp lại ở nhiệt độ trên 1,500 °C rồi làm nguội xuống dưới 500 °C có thể tái tạo hư hại thực tế của gạch trong phòng thí nghiệm. Mức độ mài mòn do dòng thép chuyển động giảm khi độ bền nóng của gạch tăng.
Vì sao chúng làm tăng tác động lẫn nhau
Bốn cơ chế hiếm khi hoạt động riêng lẻ. Mất carbon làm lỗ rỗng mở ra. Lỗ rỗng mở cho xỉ thấm vào. Xỉ mang theo nhiều FeO hơn. Nhiều FeO hơn đốt cháy nhiều carbon hơn. Nếu chỉ nhớ một điều trong phần này, hãy nhớ điều này: gạch thường hỏng do một vòng lặp, chứ không phải do một nguyên nhân. Phá vỡ vòng lặp ở mắt xích yếu nhất, và toàn bộ viên gạch sẽ bền hơn.
4. Gạch hỏng ở vị trí nào trong lò
Ở nhiều lò, phần tường phía trên sử dụng các tấm làm mát bằng nước, vì vậy gạch chủ yếu được dùng ở phần vỏ dưới, đường xỉ và các điểm nóng. Cách bố trí khác nhau tùy lò, vì vậy hãy kiểm tra lò của bạn (xem các giải pháp lót chịu lửa cho lò hồ quang điện đầy đủ của chúng tôi).
| Vùng | Mối đe dọa chính | Diện mạo của một viên gạch đã qua sử dụng |
|---|---|---|
| Điểm nóng (gần các hồ quang nhất) | Nhiệt độ rất cao, bức xạ hồ quang, xỉ ăn mòn nhanh | Gạch còn lại mỏng, bề mặt nóng bị phủ men hoặc rửa trôi |
| Đường xỉ | Xỉ ăn mòn và FeO, mức xỉ thay đổi | Rãnh ở mức xỉ |
| Thành bên phía trên hoặc phía dưới lớp xỉ | Oxy hóa do không khí và CO2, chu kỳ nhiệt | Lớp mất carbon sâu, vết nứt song song với bề mặt |
| Phía nạp liệu (va đập của phế liệu) | Va đập của phế liệu, gia nhiệt và làm nguội | Các mặt bị sứt mẻ hoặc bong tróc |
| Khu vực ra thép | Dòng thép, gia nhiệt lặp lại, oxy hóa | Lỗ bị xói mòn, vết nứt |
Tuổi thọ chính xác phụ thuộc vào thiết kế lò, công suất đầu vào, cách vận hành xỉ và hỗn hợp phế liệu. Chúng tôi không đưa ra con số tuổi thọ chung. Nếu ai đó đưa ra con số mà không kèm điều kiện, hãy thận trọng.
5. Chất chống oxy hóa có thể và không thể làm gì
Chất chống oxy hóa là vật liệu phản ứng với oxy mạnh hơn graphit, hoặc ngăn oxy xâm nhập vào gạch. Chất này bảo vệ cacbon, nhưng không thể biến một viên gạch kém chất lượng thành gạch tốt.
Nhôm
Nhôm phản ứng với cacbon monoxit và cacbon trong gạch. Một nghiên cứu trong phòng thí nghiệm đã công bố, thực hiện trong môi trường argon, phát hiện ra một pha lỏng chứa nhôm và magiê ở nhiệt độ thấp; sau đó, ở khoảng 850 °C, hình thành các phiến cacbua nhôm mỏng. Trên 1,000 °C, cacbua nhôm phản ứng với magnesia tạo thành spinel aluminat magiê (MgAl2O4), tương thích tốt với cả magnesia lẫn cacbon. Nhìn chung, quá trình này lấp đầy lỗ rỗng và làm chậm quá trình oxy hóa.
Lưu ý (ghi chú thực tiễn của chúng tôi): cacbua nhôm có thể phản ứng với hơi ẩm. Giữ gạch khô trong quá trình lưu kho và vận chuyển.
Silic
Silic phản ứng với cacbon tạo thành cacbua silic (Si + C → SiC). SiC mới hình thành lấp đầy lỗ rỗng và bảo vệ graphit. Silic thường được kết hợp với nhôm. Các bài tổng quan đã công bố cho biết nhôm và silic là những chất chống oxy hóa được sử dụng nhiều nhất vì có hiệu quả và chi phí thấp.
Cacbua silic (thêm dưới dạng SiC)
SiC được thêm dưới dạng bột phát huy tác dụng theo hai cách. Bản thân nó chống oxy hóa và lấp đầy lỗ rỗng. Trong thực tiễn vận hành lò chuyển đã được công bố, SiC được thêm vào vùng họng và côn, nơi oxy hóa pha khí là một vấn đề. Cách tiếp cận tương tự cũng phù hợp với thành lò thường không được xỉ phủ kín.
Cacbua bo
Cacbua bo phản ứng với cacbon monoxit và tạo thành oxit bo lỏng, chất này kết hợp với magnesia tạo thành pha lỏng MgO-B2O3. Theo các bài tổng quan đã công bố, ở nhiệt độ trung bình, chất lỏng này lấp đầy lỗ rỗng và hạn chế không khí tiếp cận. Đó là ưu điểm của nó.
Lưu ý (nhận định của chúng tôi, không phải số liệu đã công bố): pha lỏng có thể làm gạch mềm đi khi bề mặt tiếp xúc rất nóng. Chúng tôi sẽ kiểm tra kỹ trước khi dùng cacbua bo ở những vùng nóng nhất, đồng thời yêu cầu nhà cung cấp cung cấp dữ liệu về độ bền nóng.
Chất chống oxy hóa không thể làm gì
- Chúng không ngăn xỉ hòa tan magnesia. Để giải quyết việc đó, bạn cần các hạt tinh khiết, đặc chắc và quy trình vận hành xỉ phù hợp.
- Chúng không thể khắc phục quy trình gia nhiệt ban đầu không đúng. Gạch bị ẩm hoặc được gia nhiệt quá nhanh sẽ nứt, bất kể thành phần bên trong là gì.
- Nhiều hơn không phải lúc nào cũng tốt hơn. Chất chống oxy hóa phản ứng quá sớm hoặc để lại pha yếu có thể làm giảm độ bền nóng của gạch. Thiết kế tổng thể quan trọng hơn một chất phụ gia riêng lẻ.
6. Chọn gạch phù hợp với từng vùng
Không có một loại gạch lò hồ quang điện (EAF) nào tốt nhất cho mọi trường hợp. Mỗi vùng trong lò cần loại gạch phù hợp, được lựa chọn dựa trên xỉ, phế liệu và quy trình vận hành của bạn.
| Vùng | Hạt magnesia | Carbon | Định hướng sử dụng chất chống oxy hóa (cần tinh chỉnh) | Vì sao |
|---|---|---|---|---|
| Điểm nóng | Magnesia nung chảy độ tinh khiết cao, ít tạp chất | Đủ graphite để chống sốc nhiệt, độ tinh khiết rất quan trọng | Dựa trên nhôm và silicon; thận trọng khi dùng boron carbide | Nhiệt độ cao nhất và xỉ ăn mòn nhanh |
| Đường xỉ | Magnesia nung chảy độ tinh khiết cao, đặc chắc | Trung bình đến cao, được bảo vệ tốt | Nhôm và silicon, SiC ở nơi hàm lượng FeO cao | Tác động của FeO và mức biến đổi |
| Phần dưới thành lò bên | Chất lượng tốt, nung chảy hoặc thiêu kết cao cấp | Trung bình, có khả năng chống oxy hóa tốt | Nhôm và silicon, SiC, boron carbide có thể hữu ích ở nhiệt độ trung bình | Không khí và CO2 tiếp xúc với gạch |
| Phía nạp liệu (va đập của phế liệu) | Cấu trúc nền bền chắc, dai | Graphite cao hơn giúp chống sốc nhiệt | Kim loại giúp tăng độ bền | Va đập và sốc nhiệt |
| Khu vực ra thép | Đặc chắc, độ tinh khiết cao, tạo hình theo bản vẽ | Trung bình | Phù hợp với dòng chảy và chu kỳ nhiệt | Dòng chảy thép và chu kỳ nhiệt |
“Trung bình” và “cao” chỉ các mức tương đối trong phạm vi các loại gạch của riêng bạn. Chúng tôi không đưa ra tỷ lệ phần trăm cố định vì mức phù hợp phụ thuộc vào lò và công thức của nhà cung cấp.
Ba điểm cần cân nhắc
- Hàm lượng graphite cao hơn giúp giảm nguy cơ sốc nhiệt nhưng cũng tạo thêm carbon để quá trình oxy hóa đốt cháy. Nhiều carbon hơn đòi hỏi khả năng bảo vệ tốt hơn, chứ không chỉ tăng thêm lượng carbon.
- Magnesia tinh khiết hơn có giá cao hơn nhưng thường mang lại hiệu quả ở điểm nóng và đường xỉ, nơi xỉ gây hao mòn. Với thành lò bên, khoản tiết kiệm có thể không bù được phần hao hụt.
- Chất chống oxy hóa kim loại giúp tăng độ bền của gạch nhưng có thể làm tăng chi phí và yêu cầu xử lý. Chỉ dùng ở nơi chúng phát huy hiệu quả, không dùng tràn lan.
Thông tin cần có để thiết kế theo yêu cầu của bạn
Bạn cung cấp càng nhiều thông tin dưới đây thì thiết kế ban đầu càng sát yêu cầu:
- loại lò, dung tích, công suất và thời gian giữa hai lần ra thép;
- bản vẽ lớp lót và độ dày gạch theo từng vùng;
- hỗn hợp phế liệu và lượng sắt hoàn nguyên trực tiếp hoặc gang lỏng;
- quy trình sử dụng xỉ (độ kiềm, lượng MgO bổ sung, tạo bọt, phạm vi FeO);
- loại gạch hiện tại, tuổi thọ tính theo số mẻ nhiệt và kiểu hư hỏng theo từng vùng;
- ảnh gạch đã qua sử dụng và lò đang hoạt động.
7. Đọc gạch đã qua sử dụng: Phân tích 4 bước
Gạch đã qua sử dụng là một báo cáo kiểm tra miễn phí. Sau đây là cách đọc.
Bước 1. Chụp ảnh mặt nóng trước
Chụp ảnh trước khi cắt hoặc làm sạch gạch. Ghi chú vùng, vị trí và số mẻ nhiệt.
Bước 2. Cắt xuyên theo chiều dày
Cắt từ mặt nóng đến mặt lạnh và quan sát bề mặt cắt.
Bước 3. Đo các lớp
Ghi lại độ dày từng lớp tính từ mặt nóng, theo milimét: lớp phủ xỉ, lớp đặc chắc, lớp không còn carbon, lõi chưa bị ảnh hưởng.
Bước 4. Đánh giá
| Những gì bạn quan sát được | Ý nghĩa có thể có | Những gì chúng tôi sẽ kiểm tra |
|---|---|---|
| Lớp dày, xốp, không còn carbon | Oxy hóa là nguyên nhân chính | Hệ chất chống oxy hóa, cách bảo quản và gia nhiệt, lớp phủ xỉ |
| Xỉ thấm sâu vào bên trong, các hạt bị bo tròn | Xỉ ăn mòn là nguyên nhân chính | Độ tinh khiết và khối lượng riêng của magnesia, độ kiềm của xỉ và FeO |
| Lớp mỏng, đặc ở mặt nóng | Một lớp bảo vệ đã hình thành và được giữ nguyên | Giữ ổn định công thức, kiểm tra quá trình gia nhiệt và quy trình vận hành |
| Vết nứt song song với mặt nóng | Chu kỳ nhiệt hoặc gia nhiệt nhanh | Hàm lượng graphit, đường cong gia nhiệt, quy trình cấp điện |
| Rãnh mòn ở mức xỉ | Xói mòn ở đường xỉ khi mức xỉ thay đổi | Mác gạch tại đường đó, kiểm soát mức xỉ |
| Lớp cặn trắng mịn trên mặt nguội | Hơi magiê thoát ra rồi tái oxy hóa (các nghiên cứu trong phòng thí nghiệm đã công bố ghi nhận các râu tinh thể MgO trên mặt nguội) | Đánh giá của chúng tôi: kiểm tra khối lượng riêng và cân bằng carbon |
Các phép thử có thể cho biết thêm điều gì
Bắt đầu bằng các dụng cụ đơn giản
Ảnh chụp, thước đo và kính hiển vi quang học cho bạn biết rất nhiều. Khối lượng thể tích và độ xốp biểu kiến của gạch chưa qua sử dụng được xác định bằng các phép thử tiêu chuẩn.
Sau đó, hãy dùng thêm thiết bị khi cần
Kính hiển vi điện tử quét kết hợp phân tích nguyên tố (SEM/EDS) cho biết nguyên tố nào nằm trong pha nào. Nhiễu xạ tia X (XRD) xác định các pha tinh thể, chẳng hạn như spinel hoặc silicon carbide.
Đừng vội kết luận chỉ từ một viên gạch
Chỉ xem một viên gạch có thể dẫn đến kết luận sai. Hãy so sánh với một viên chưa qua sử dụng cùng lô và một viên đã qua sử dụng khác trong cùng vùng.
8. Tính chi phí trên mỗi tấn thép
Một viên gạch có giá thấp hơn nhưng dùng được ít mẻ hơn có thể khiến chi phí trên mỗi tấn cao hơn.
Chi phí lớp lót trên mỗi tấn = (giá gạch + chi phí lắp đặt + chi phí sửa chữa và thời gian dừng lò) / (số mẻ × số tấn mỗi mẻ)
Ví dụ với các số liệu giả định, chỉ nhằm mục đích minh họa:
| Thông số | Gạch A | Gạch B |
|---|---|---|
| Chi phí xây lớp lót cho vùng đó (đơn vị) | 1,000 | 1,350 |
| Số mẻ đạt được | 400 | 650 |
| Số tấn mỗi mẻ | 100 | 100 |
| Chi phí trên mỗi tấn (đơn vị) | 0.025 | 0.021 |
Trong ví dụ giả định này, viên gạch đắt hơn lại là lựa chọn tốt hơn. Hãy bổ sung thêm hai dòng từ hồ sơ của bạn: chi phí cho một lần dừng lò ngoài kế hoạch và mọi khoản sửa chữa bổ sung ở vùng đó. Một lần dừng lò ngoài kế hoạch có thể tốn kém hơn cả gạch.
9. Sáu điều cần kiểm tra trước khi đặt hàng
| Hãy hỏi | Vì sao | Một câu trả lời tốt nghe sẽ như thế này |
|---|---|---|
| Gạch được thiết kế riêng theo từng vùng phải không? | Một loại gạch không thể phù hợp với mọi vùng | Danh sách các mác gạch theo từng vùng, kèm lý do |
| Hạt magnesia là loại nào, và hàm lượng MgO, SiO2 và CaO là bao nhiêu? | Tạp chất làm giảm điểm nóng chảy | Số liệu trong bảng dữ liệu, kèm phương pháp thử nghiệm |
| Dùng chất chống oxy hóa nào, và vì sao? | Để tránh sao chép công thức | Lý do gắn với vùng sử dụng và xỉ của bạn |
| Gạch hoạt động thế nào trong thử nghiệm oxy hóa? | Để quan sát mức mất carbon trong một thử nghiệm có thể lặp lại | Kết quả thử nghiệm kèm phương pháp và điều kiện |
| Tôi có thể xem mặt cắt của một viên gạch đã qua sử dụng không? | Báo cáo thử nghiệm thực tế | Ảnh và độ sâu từng lớp tính bằng milimét |
| Số mẻ luyện trên một lò tương tự? | Để đặt mục tiêu thực tế | Một khoảng giá trị kèm theo điều kiện, không phải một con số hoàn hảo duy nhất |
10. YK Chanshine phối hợp với các đội ngũ EAF như thế nào
Chúng tôi sản xuất gạch magnesia-carbon và các vật liệu chịu lửa khác cho nhà máy thép tại các cơ sở sản xuất nội bộ của mình. Quy trình thực hiện dự án EAF của chúng tôi rất đơn giản:
- Bạn gửi dữ liệu lò, quy trình vận hành xỉ và ảnh gạch đã qua sử dụng.
- Chúng tôi cùng bạn phân tích kiểu mòn theo từng vùng.
- Chúng tôi đề xuất thiết kế gạch cho từng vùng và giải thích những điều cần thay đổi cũng như lý do.
- Chúng tôi ghi rõ hướng dẫn bảo quản, lắp đặt và gia nhiệt.
- Sau khi thử nghiệm, chúng tôi cùng kiểm tra gạch đã qua sử dụng và điều chỉnh.
11. Câu hỏi thường gặp (FAQ)
Gạch magnesia-carbon được dùng ở đâu trong lò hồ quang điện?
Chúng lót các phần của lò phải chịu điều kiện khắc nghiệt nhất: các điểm nóng gần hồ quang, đường xỉ và một số phần của thành lò dưới. Chúng kết hợp khả năng chống xỉ của magnesia với khả năng dẫn nhiệt và tính chất đẩy xỉ của graphite.
Vì sao gạch MgO-C trong EAF bị mòn?
Có bốn nguyên nhân chính: xỉ hòa tan magnesia, oxit sắt đốt cháy carbon từ bên trong, không khí và CO2 đốt cháy carbon ở những nơi xỉ không phủ lên thành lò, và gạch có thể phản ứng với chính nó ở nhiệt độ cao. Chu kỳ gia nhiệt và va đập của phế liệu cũng làm tăng hư hại.
Gạch EAF nên có hàm lượng carbon bao nhiêu?
Các bài tổng quan đã công bố đưa ra phạm vi khá rộng, từ khoảng 8% đến 30%, trong đó mức 10% đến 20% phổ biến nhất. Hàm lượng carbon cao hơn giúp chống sốc nhiệt nhưng cần được bảo vệ chống oxy hóa tốt hơn. Mức phù hợp tùy thuộc vào vùng lò và quy trình vận hành của bạn, vì vậy hãy hỏi về cơ sở thiết kế chứ không chỉ hỏi một con số.
Chất chống oxy hóa có vai trò gì trong gạch MgO-C?
Chúng bảo vệ carbon. Các kim loại như nhôm và silic, cùng những hợp chất như boron carbide, phản ứng với oxy hoặc carbon monoxide, tạo ra các sản phẩm lấp đầy lỗ rỗng và làm chậm quá trình oxy hóa. Chúng không ngăn xỉ hòa tan magnesia.
Nhôm có tác dụng gì trong gạch MgO-C?
Nhôm phản ứng với carbon và khí trong gạch để tạo thành aluminium carbide. Ở nhiệt độ trên khoảng 1.000 °C, carbide phản ứng với magnesia để tạo thành spinel. Spinel và các sản phẩm khác lấp đầy các lỗ rỗng. Hãy giữ gạch khô vì aluminium carbide có thể phản ứng với độ ẩm.
Silic có tác dụng gì trong gạch MgO-C?
Silic phản ứng với carbon tạo thành silicon carbide, lấp đầy các lỗ rỗng và bảo vệ graphite. Silic được sử dụng rộng rãi với nhôm vì hoạt động hiệu quả và có chi phí thấp hơn nhiều vật liệu thay thế.
Boron carbide có đáng để trả thêm chi phí không?
Có thể đáng giá ở những vùng không khí tiếp xúc được với gạch ở nhiệt độ trung bình, vì nó tạo thành pha lỏng bịt kín các lỗ xốp. Ở những vùng nóng nhất, pha lỏng có thể làm gạch mềm đi, vì vậy hãy yêu cầu nhà cung cấp cung cấp dữ liệu độ bền nóng và báo cáo về gạch đã qua sử dụng.
Lớp mất carbon là gì?
Đó là lớp của viên gạch đã qua sử dụng nơi carbon đã cháy hết. Lớp này xốp và yếu, nên xỉ có thể xâm nhập và khiến lớp bong ra. Độ dày tính bằng milimét, đo từ bề mặt nóng, là một trong những thông số hữu ích nhất thu được từ viên gạch đã qua sử dụng.
Lớp đặc trên bề mặt nóng của viên gạch đã qua sử dụng là gì?
Ở nhiệt độ cao, một lớp magnesia đặc hoặc magnesia chứa spinel có thể hình thành trên bề mặt nóng. Lớp này làm chậm quá trình oxy hóa tiếp diễn và sự xâm nhập của xỉ. Nếu gạch đã qua sử dụng của bạn có lớp này và lớp vẫn bám chắc, thì có lẽ công thức và quy trình đang phối hợp hiệu quả.
Nên chọn magnesia nung chảy hay magnesia thiêu kết cho gạch EAF?
Magnesia nung chảy thường tinh khiết và đặc hơn, thường phù hợp với vùng điểm nóng và đường xỉ. Các loại magnesia thiêu kết chất lượng tốt có thể đáp ứng đủ cho những vùng ít khắc nghiệt hơn. Kiểm tra MgO, SiO2, CaO và độ xốp trên bảng dữ liệu; so sánh chi phí trên mỗi tấn chứ không phải giá mỗi viên gạch.
Độ kiềm của xỉ ảnh hưởng thế nào đến mức hao mòn của gạch?
Một nghiên cứu trong phòng thí nghiệm ở 1,600 °C với 25% FeO ghi nhận mức hao mòn cao nhất khi độ kiềm thấp (0.5) và mức hao mòn rất ít khi độ kiềm từ khoảng 2.0 trở lên. Lò thực tế phức tạp hơn, nhưng thông điệp rất rõ: cần lựa chọn chế độ xỉ và gạch cùng nhau.
Vì sao cùng một loại gạch lại bền hơn trong lò này so với lò khác?
Thiết kế lò, công suất đầu vào, phối liệu phế liệu, chế độ xỉ, quy trình gia nhiệt và thời gian giữa các mẻ đều ảnh hưởng đến mức độ làm việc của viên gạch. Hãy so sánh các lò trong cùng điều kiện, hoặc yêu cầu nhà cung cấp nêu rõ các điều kiện làm cơ sở cho số liệu tuổi thọ.
Nên bảo quản gạch MgO-C như thế nào?
Bảo quản gạch ở nơi khô ráo, không đặt trực tiếp trên sàn, tránh mưa và không khí ẩm. Độ ẩm có thể làm hỏng liên kết nhựa và một số chất chống oxy hóa. Kiểm tra bao bì khi hàng đến và không xếp cao hơn mức pallet được thiết kế để chịu.
Nên gia nhiệt lớp lót EAF mới như thế nào?
Tuân theo đường cong gia nhiệt bằng văn bản của nhà cung cấp và giữ thời gian ổn định ở nhiệt độ thấp đủ lâu để các chất dễ bay hơi thoát ra. Gia nhiệt quá nhanh có thể gây nứt và bong tróc. Lần gia nhiệt đầu tiên không đúng cách có thể phá hỏng một công thức tốt.
Làm sao biết oxy hóa hay xỉ ăn mòn là nguyên nhân chính gây hao mòn?
Cắt một viên gạch đã qua sử dụng và đo các lớp. Lớp dày, xốp, không còn carbon cho thấy hiện tượng oxy hóa. Xỉ nằm sâu bên trong viên gạch cùng các hạt tròn cho thấy xỉ ăn mòn. Thường sẽ có cả hai; độ sâu đo được cho biết hiện tượng nào chiếm ưu thế.
Bạn có thể tùy chỉnh gạch MgO-C cho lò của tôi không?
Có. Hãy gửi loại và công suất lò, bản vẽ lớp lót, quy trình xử lý xỉ, thành phần phối liệu phế liệu, loại gạch hiện tại và tuổi thọ theo từng vùng, cùng ảnh gạch đã qua sử dụng. Chúng tôi sẽ phản hồi bằng đề xuất cho từng vùng và giải thích lý do.
Tôi nên gửi những gì để được đánh giá kỹ thuật hoặc nhận báo giá?
Gửi thông số lò, bản vẽ lớp lót theo từng vùng, quy trình xử lý xỉ, loại gạch hiện tại và tuổi thọ tính theo số mẻ, ảnh gạch đã qua sử dụng và mục tiêu bạn muốn đạt được. Ảnh mặt cắt có đặt thước bên cạnh sẽ rất hữu ích.
Làm thế nào để tính chi phí trên mỗi tấn của lớp lót EAF?
Cộng chi phí gạch, lắp đặt và sửa chữa hoặc thời gian ngừng hoạt động của vùng, rồi chia cho số mẻ nhân với số tấn mỗi mẻ. Dùng hồ sơ riêng của bạn để tính chi phí dừng lò. Gạch đắt hơn nhưng sử dụng lâu hơn thường có chi phí trên mỗi tấn thấp hơn.
12. Nguồn tham khảo
Các dữ kiện đã công bố trong bài viết này được lấy từ những nguồn sau. Những nhận định của chúng tôi được đánh dấu rõ trong nội dung.
- Vật liệu chịu lửa magnesia-carbon, Ispatguru
- Vật liệu chịu lửa magnesia-carbon cho lò chuyển, Báo cáo kỹ thuật Nippon Steel số 125, 2020
- Hóa học phản ứng và sự phát triển vi cấu trúc của vật liệu chịu lửa MgO-C có chứa chất chống oxy hóa kim loại, Guha và Smith, 2006
- Ảnh hưởng của độ bazơ và thành phần xỉ đến vật liệu chịu lửa magnesia-carbon ConArc trong giai đoạn thổi, A. Muller, Tạp chí của Viện Khai thác mỏ và Luyện kim Nam Phi, 2011
- Giải pháp hệ thống EAF: Giải pháp toàn diện cho lớp lót chịu lửa EAF
- Sản phẩm lớp lót làm việc: Gạch MgO-C độ tinh khiết cao cho EAF, thùng rót & BOF
- Vật liệu chịu lửa cho đáy lò & EBT: Hệ thống vật liệu đầm khô EAF & lỗ rót EBT
- Nghiên cứu kỹ thuật liên quan: Xói mòn lỗ rót BOF: Nguyên nhân & Biện pháp khắc phục
13. Trao đổi với chúng tôi về lớp lót EAF của bạn
Hãy cho chúng tôi biết thông số lò, quy trình xử lý xỉ và loại gạch hiện tại cùng tuổi thọ theo từng vùng. Chúng tôi sẽ phản hồi với nhận định kỹ thuật.
Email: sales@ykchanshine.com | WhatsApp: +86 139 9807 2158 | Yêu cầu trực tuyến: Liên hệ với chúng tôi