Auswahl von Feuerfestmaterialien für EAF-Dach

Es gibt eine große Auswahl an Feuerfestmaterialien, die für das Dach von Elektrolichtbogenöfen (EAFs)geeignet sind. Unabhängig vom gewählten Design müssen Feuerfeststeine eine außergewöhnliche Thermoschockbeständigkeit, Korrosionsbeständigkeit gegenüber Schlacke und Hochtemperaturspritzern sowie strukturelle Integrität aufweisen. Am wichtigsten ist, dass sie eine robuste Struktur gewährleisten, die rissfrei bleibt.

Feuerfestmaterialien für EAF-Deckel

1. Silizium-Feuerfeststein-Ofenabdeckungen

Silizium-Feuerfeststein-Ofenabdeckungen werden aus Silizium-Feuersteinen hergestellt. Diese Abdeckungen sind leicht und kostengünstig und verfügen über eine gute Hochtemperatur-Festigkeit und Kriechbeständigkeit. Beim Schmelzen bei hohen Temperaturen unterliegt SiO₂ jedoch einem kontinuierlichen Tropfenphänomen, was zu einer Verringerung der Schlackenfließfähigkeit führt und sich auf die Schmelzoperationen auswirkt. Folglich wurden später höher-tonerdehaltige Steine mit überlegenen Eigenschaften eingesetzt.

2. Hochtonerdehaltige Stein-Ofenabdeckungen

Hochtonerdehaltige Stein-Ofenabdeckungen verwenden Steine mit einem Gehalt von 80 % an hochwertigem, hochtonerdehaltigem Material sowie phosphatgebundene, ungebrannte, hochtonerdehaltige Feuerfeststeine, gebrannte Mullitsteine oder ungebrannte, phosphatgebundene Mullitsteine. Diese Materialien weisen eine gute Thermoschockbeständigkeit auf, wodurch sie sich für EAF-Abdeckungen eignen.

3. Alkalische Feuerfeststein-Ofenabdeckungen

• Magnesiumstein-Abdeckungen: Magnesiumsteine stabilisieren die Struktur der Ofenabdeckung, aber beim Mauerwerk müssen Eisenbleche eingesetzt werden, um Probleme zu mildern. Der große lineare Ausdehnungskoeffizient von Magnesiumsteinen schränkt jedoch ihre Einsatzmenge ein.
• Andere basische Steine: Dazu gehören Magnesia-Chrom-, Dolomit- und Magnesia-Aluminiumoxid-Steine. Sie weisen eine ausgezeichnete Feuerbeständigkeit und Korrosionsbeständigkeit gegenüber Eisenoxid und Schlacke auf und schneiden unter rauen Bedingungen besser ab als hochtonerdehaltige Steine.

4. Integrale Guss-Ofenabdeckungen

Das integrale Gießen der Ofenabdeckung kann ihre Lebensdauer erheblich verlängern. Nach der Wasserkühlung der Ofenabdeckung wird eine zusätzliche Wasserkühlung um die Elektroden herum implementiert. In Bezug auf die Materialien können hochtonerdehaltige, zementarme Gießmassen in Kombination mit Edelstahlfasern die Lebensdauer um das 3-4-fache erhöhen.

Vergleichende Analyse

• Silizium-Verbund-Feuersteine: Wenn Silizium-Verbund-Feuersteine für EAF-Abdeckungen verwendet werden, ist das Mauerwerk bequem und dicht, wodurch eine relativ gleichmäßige Spannungsverteilung über die gesamte Abdeckung gewährleistet wird. Die Formgebung dieser Feuersteine kann jedoch eine Herausforderung darstellen.
• Hochtonerdehaltige Steine: Die Verwendung von hochtonerdehaltigen Steinen in EAFs kann eine Lebensdauer von 150-200 Öfen erreichen.
• Magnesiasteine: Obwohl Magnesiasteine in bestimmten Aspekten besser abschneiden als hochtonerdehaltige Steine, ist ihre hohe Wärmeleitfähigkeit ein Nachteil.
• Zementarme Feuerfest-Gießmassen: Diese Gießmassen bieten eine gute Integrität und zeigen eine deutliche Verbesserung der Nutzungseffekte.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Auswahl des geeigneten Feuerfestmaterials für ein EAF-Dach entscheidend ist, um die Betriebseffizienz und Langlebigkeit zu gewährleisten. Jedes Material hat seine einzigartigen Vor- und Nachteile, was eine sorgfältige Bewertung auf der Grundlage spezifischer betrieblicher Anforderungen und Bedingungen erforderlich macht. Durch die Wahl der richtigen Kombination von Materialien und Konstruktionsmethoden können EAF-Betreiber die Leistung optimieren und die Wartungskosten senken.

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