鐵合金電爐中耐火材料的工作條件十分惡劣,許多品種的熔煉溫度遠遠高于鋼水溫度,爐襯侵蝕非常嚴重,耐火材料消耗占產品總成本比較大;在鐵合金冶煉過程中,不同部分的爐襯處于不同的工作狀態。
爐頂耐火材料主要承受高溫爐氣和噴附爐渣的侵蝕沖擊作用、加料間歇期間的溫度變化及高溫弧光的輻射熱;塌料時的氣流沖擊及壓力變化。
爐墻耐火材料主要承受電弧的高溫輻射作用和加料間歇期間的溫度變化,高溫爐氣和噴附爐渣的侵蝕沖擊作用,固體料和半熔料的沖擊磨損作用,渣線附近嚴重的渣蝕和渣沖擊作用。此外,在爐體傾動時,還承受額外的壓力。
爐坡和爐底耐火材料主要承受上層爐料或鐵水的壓力加料間歇期間的溫度變化、爐料沖擊和弧光熔損作用、高溫鐵水和融渣的侵蝕沖擊作用。
鐵合金電爐內襯對耐火材料的使用要求:
(1)耐火度、荷重軟化溫度高;耐急冷急熱性和抗渣性好,有較大的熱容量和一定的導熱性能。
(2)鐵合金電爐爐襯的砌筑和所使用的耐火材料均取決于所冶煉合金的品種和爐子的結構。
鐵合金電爐內襯用耐火材料主要分為以下幾種：
(1)碳質爐襯。金屬硅和硅鐵、高碳錳鐵、錳硅合金、硅鉻合金、硅鈣合金等電爐采用碳質爐襯。西歐、日本、南非等國家的高碳鉻鐵電爐也采用碳質爐襯。爐膛直接與鐵水接觸的部位由炭磚或打結炭糊筑成,外部則采用高鋁磚或黏土磚。
(2)鎂質爐襯。精煉電爐多采用鎂質爐襯,中國和前蘇聯的高碳鉻鐵電爐多采用鎂磚砌筑。
(3)高鋁質爐襯。真空爐、瑞典的高碳鉻鐵電爐使用高鋁磚或高鋁打結料砌筑的爐襯鐵合金生產還大量使用各種無定形耐火材料,如鎂質搗打料、高鋁質澆注料、冷搗炭糊等。這些材料用于打結或修補爐襯、爐蓋、出鐵口等易于損壞的部位。
熔煉銅鎳精礦的電爐內襯,一般在渣線以下(包括爐體反拱)用鎂質耐火材料,爐頂渣線以上則采用黏土質耐火材料。
爐頂一般用高鋁磚或黏土磚濕砌。若爐頂上留設較大的孔洞時,其周圍宜采用耐火澆注料澆注成整體。也有采用搗制或埋設有水冷銅管的預制耐火澆注料爐頂的,它比磚砌爐頂具有更好的整體性和密封性。
處理鉛鋅和錫精礦的電爐的內襯,熔池部分一般采用大塊炭磚砌筑,但也有用鎂質耐火材料的。渣線以上,外墻和爐頂采用黏土質耐火材料。