一. 筑爐材料
砌筑冶煉的材料包括:炭素制品,耐火磚,耐火泥,石墨糊,二級品碳化硅等。
(一) 炭素制品
表2-3-7 石墨化塊產品規格
外形尺寸(mm) 公差(mm) 彎曲度
寬 高 長度
毛坯 加工品
400×400×2100 +30-20 +30-20 +30~50 2100
400×400×1500 +30-20 +30-20 +28~40 1500+50
400×400×1100 +30-20 +30-20 +5~20 1100±40
400×115×1100 ±20 ±20 +5~20 1100±40 全長的1%
400×115×1300 ±20 ±20 +5~20 1300±40 全長的1%
400×115×1700 ±20 ±20 +15~30 1700±40 全長的1%
200×200×1530 ±10 ±10 +25~40 9mm
200×200×1200 ±10 ±10 +5~20 8mm
200×200×930 ±10 ±10 +5~20 6mm
表2-3-8 電極產品規格
石墨化電極(mm) 炭素電極(mm)
標準直徑 允許公差 標準長度 允許公差 直徑 允許公差 長度 允許公差
75 ±2.5 1200 ±100 100 ±2.5 1000 ±100
100 ±2.5 1200 ±100 150 ±2.5 1200 ±120
125 ±2.5 1200 ±100 200 ±2.5 1200 ±120
150 ±2.5 1500 ±150 225 ±3.0 1500 ±150
200 ±2.7 1500 ±150 275 ±3.0 1500 ±150
250 ±3.0 1500 ±150 300 ±3.5 1500 ±150
300 ±3.0 1500 ±150 350 ±3.5 1500 ±150
350 ±3.5 1500 ±150 400 ±3.5 1500 ±150
400 ±3.5 1500 ±150
500 ±4.0 1900 ±200
表2-3-9 電爐炭塊產品規格
毛坯額定尺寸(mm) 寬度公差(mm) 長度公差(mm)
方形200×200 ±10 1600以下±15
方開400×400 ±30 1600以下±5%
表2-3-12 用于碳化硅冶煉的電極允許電流密度
冷卻方式 電流密度
石墨化塊 石墨化電極 炭素電極 電爐炭塊
自然冷卻 2.0 2.0 1.0 1.0
水套冷卻 2.5
澆水冷卻 3.0 3.0
內部冷卻 5.0
(二) 耐火磚
砌筑碳化硅冶煉爐的耐火磚全部采用直形磚。
表2-3-13直形耐火磚的尺寸
磚號 代號 尺寸(mm) 寫法 體積cm3
a b C
Tz-Tz-2Tz-3Tz-4Tz-5Tz-6Tz-7Tz-8Tz-9 Z17Z233Z236Z236KZ177Z237Z306Z307Z307K 17230230230172230300300300 11114114172114114150150225 63265657575657575 172×114×6230×114×32230×114×65230×172×65172×114×75230×114×75300×150×65300×150×75300×225×75 128391704.32571.41470.61966.5292533755062.5
表2-3-14 直形耐火磚單重計算*
磚號 體積 耐火磚單重(kg)
粘土磚 高鋁耐火磚
LZ—65 LZ—55 LZ—48
體積密度
2.03 2.5 2.3 2.2
Tz-1-Tz-2Tz-3Tz-4Tz-5Tz-6Tz-7Tz-8Tz-9 1274.58391704.32571.41470.61766.5292533755062 2.591.703.465.222.993.995.946.8510.28 3.192.14.266.433.684.927.318.4412.66 2.931.933.925.913.384.526.737.7611.64 2.81.843.755.663.244.236.447.4411.13
*摘自國家標準GB2992—82
(三) 耐火泥
耐火泥用來充填耐火磚之間,耐火磚與碳質砌體之間,混凝土預制之間的縫隙。
耐火泥應具備的性質如下:
1. 以水溫潤可得到適當的稠度;充填在磚面上不發生裂紋;籍著磚的吸水作用緩慢地排除水分。
2. 具有足夠的耐火度和荷重軟化點。
3. 在爐的操作溫度下,耐火泥應于磚間具有粘著性或熔接性。
4. 耐火泥的線膨脹系數應與耐火磚相接近。
5. 經干燥應不產生裂紋,以免透氣。
按照冶金部標準,粘土質耐火泥沙分為(NF)—40,(NF)—38,(NF)—34,(NF)—28四種牌號。
耐火泥理化指標應符合表2-3-17規定。粒度組成應符合表2-3-18規定。
表2-3-17 耐火泥理化指標
指標 牌號及數值
(NF)—40 (NF)—38 (NF)—34 (NF)—28
耐火度(℃) 1730 1690 1650 1580
水分含量(%) 6 6 6 6
表2-3-18 耐火泥的粒度組成
通過篩孔 高爐火泥 細粒火泥 中粒火泥 粗粒火泥
0.125mm(%) ≥65 ≥50 ≥25 ≥15
0.5mm(%) 100 ≥97
1.0mm(%) 100 ≥97
2.0mm(%) 100 ≥97
2.8mm(%) 100
碳化硅冶煉應采用高爐耐火泥
(四) 石墨糊
石墨糊用于充填炭塊之間,電極與炭塊之間的縫隙,由石墨粉加粘結劑配成。
采用的石墨粉有三種:
第一種為土狀天然石墨。是從天然石墨礦采出經選礦的產品,黑色,無金屬光澤,潤滑性與導電性不如其他石墨。這是非晶形碳轉變為晶形碳的過渡階段產品,市場可買到。
第二種為鱗狀天然石墨。它來源于石墨礦,顏色深灰,有金屬光澤,具有較高的導電性與潤滑性,是一種碳的結晶,形狀如鱗片。
第三種為碳化硅分解石墨。
(五) 粘結劑通常有水玻璃,紙漿廢液,煤焦油,糊精等
二. 冶煉爐砌筑技術要求
(一) 端墻鋼保護架垂直安裝,偏差大于3mm,并與砌體貼緊
(二) 側墻支柱垂直安裝,偏差不大于2mm(只允許向內偏斜)
(三) 端墻
1. 耐火磚灰縫2~3mm,交錯砌筑,不得有通縫。所有縫隙應擠滿泥漿。
2. 灰縫泥漿配制(體積比)
熟耐火粉:生粘土粉=1:2.5
(熟耐火粉+生粘土粉):水=1:0.35~0.4
3. 砌體垂直度±2‰,但全長不超過3mm,凹凸度不多于2‰。
(四) 電極
1. 電極縫隙用石墨糊填充。
2. 石墨糊配制(體積比)
干糊精粉:水=1:2~3,調成糊漿;
糊漿:干石墨粉(天然,土狀)=1:2
天然石墨粉粒度小于80#,固定碳含量≥86%,灰分≤10%,揮發分≤3%,水分≤1%。
3. 電極應刨平,與導電銅板接觸良好。
4. 電極保護層用1mm以細的二級品碳化硅和水玻璃配成的料搗實,其厚度50~60mm配比(體積比)如下:
水玻璃:水=1:1~2,配成水玻璃溶液;
二級品碳化硅:水玻璃溶液=1:0.1~0.25。
(五) 碳質砌體
碳塊縫3~4mm,擠滿石墨糊。碳質砌體與耐火磚砌體之間縫隙填滿粘土耐火泥。
(六) 兩端墻要對正中心,并在同一高度上,偏差不超過3mm。
(七) 爐底
1. 不透氣爐底
(1) 爐底最下層是防水層。
(2) 防水層上面是耐火混凝土層,留伸縮縫,縫內灌砂土。耐火混凝土的配制(重量比):礬土水泥5%,耐火泥10%,大粒(20~40mm)耐火磚塊32%,中粒(5~10mm)32%,細粒(<5mm)13%。
(3) 耐火混凝土層上面砌耐火磚,厚度115mm,磚縫泥漿:
熟耐火粉:生粘土粉:水=1:1:1(體積比)。
(4) 爐底要求平整,水平差<5mm,灰縫2~3mm,砌體緊實。
2. 透氣爐底
(1) 在金屬或耐火磚構件上鋪一層耐火磚,磚縫靠緊,不加泥。
(2) 爐底要平整,水平差小于5mm。