導(dǎo)電電弧爐爐底用鎂碳質(zhì)搗打料是直流電弧爐重要的組成部分,該種導(dǎo)電爐底是由導(dǎo)電耐火材料組成,砌筑方式是在導(dǎo)電鎂碳磚砌筑成的永久層和工作層上面由導(dǎo)電的鎂碳質(zhì)搗打料大結(jié)成的整體爐襯,此類直流電弧爐爐底用導(dǎo)電鎂碳質(zhì)搗打料的優(yōu)點(diǎn)是由以下幾點(diǎn)因素促成:
①降低石墨電極耗量:
②閃爍水平降低
③長(zhǎng)電弧作業(yè)
④降低耐火材料消耗
⑤噪音低,電耗低提高電力輸出能力
⑥直流攪拌,提高均勻性,簡(jiǎn)化電極控制系統(tǒng),減少維修。
在生產(chǎn)過程中,隨著整體內(nèi)襯及工作層的損耗,用導(dǎo)電的鎂碳質(zhì)搗打料進(jìn)行冷補(bǔ)或用噴補(bǔ)料進(jìn)行熱補(bǔ)。對(duì)于其它形式的直流電弧爐爐底也可用導(dǎo)電鎂碳質(zhì)搗打料進(jìn)行修補(bǔ),提高爐底壽命。
鎂碳質(zhì)搗打料主要應(yīng)用于熔融物直接接觸的部位,呈干的或半干的松散裝,靠強(qiáng)力搗打獲得密實(shí)結(jié)構(gòu)。鎂碳質(zhì)耐火材料(包括鎂碳磚和散裝料)的導(dǎo)電性能都是有基質(zhì)的碳素成分所決定。因此搗實(shí)后的搗打料與鎂碳磚的導(dǎo)電機(jī)理是一樣的,取決于材料中存在的三種碳,作為材料主要成分的石墨,結(jié)合劑經(jīng)碳化后的結(jié)合碳,以及加入添加劑后由于反應(yīng)而生成的沉積碳。
這三種碳對(duì)鎂碳質(zhì)搗打料的導(dǎo)電性均有作用,但是由于它們含量、結(jié)構(gòu)以及分布的不同,其作用大小與原理各異,搗打成密實(shí)結(jié)構(gòu)后的鎂碳質(zhì)搗打料,在結(jié)合劑未經(jīng)碳化之前,導(dǎo)電性主要來自于石墨、這是結(jié)合劑的電阻較高,由其所構(gòu)成的結(jié)合劑框架致使石墨網(wǎng)絡(luò)的連續(xù)性較差,從而使得搗打?qū)拥碾娮杪瘦^高。隨溫度的升高,結(jié)合劑開始碳化。在碳化完成后,結(jié)合劑在顆粒周圍形成一層結(jié)合碳膜,此膜構(gòu)成的空間碳網(wǎng)絡(luò)本身具有較好的導(dǎo)電性,并且對(duì)由鱗片狀石墨構(gòu)成的三維空間網(wǎng)絡(luò)的連續(xù)性很強(qiáng)的促進(jìn)作用,是的導(dǎo)電性變好,從而獲得穩(wěn)定的低電阻。
有鎂碳質(zhì)搗打料的生產(chǎn)工藝和使用特點(diǎn),決定了材料中粒狀和粉狀料所占的比例很高,施工時(shí)的搗打壓力遠(yuǎn)小于制磚時(shí)的成型壓力,因而搗實(shí)后的搗打料與相同成分鎂碳磚相比,結(jié)構(gòu)疏松,顯氣孔率大。這就是使其導(dǎo)電性能低于想用石墨含量的鎂碳磚,耐壓強(qiáng)度低于相同結(jié)合劑含量的鎂碳磚,因此,為使搗打料能獲得滿足使用要求的低電阻率和高的使用壽命,無論在石墨、結(jié)合劑及添加劑的選擇和用量方面,還是在粒度的配比方面,都需要進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
在導(dǎo)電的鎂碳質(zhì)搗打料中,作為主要成分的鎂砂是不導(dǎo)電的,酚醛樹脂結(jié)合劑在碳化前也不導(dǎo)電,此時(shí)導(dǎo)電性能的唯一來源是碳素原料。即使酚醛樹脂碳化后形成結(jié)合碳參于導(dǎo)電,碳素原料仍然是導(dǎo)電性的主要來源,所以碳素原料的選擇和用量十分重要。增加石墨的含量可以提高材料的導(dǎo)電性,這是顯而易見的。隨著石墨含量的增加,在導(dǎo)電性增加的同時(shí),耐蝕性和抗剝落性也提高,但不利于的是導(dǎo)熱性也提高,高溫強(qiáng)度降低,耐磨損性變差。因此石墨的添加量應(yīng)保持在一定的范圍內(nèi),對(duì)鎂碳磚而言,對(duì)含10%~12%固定碳的鎂碳磚進(jìn)行特殊的熱處理,可以將電阻率降到要求的范圍內(nèi),并可消除電阻率隨溫度變化的影響,對(duì)搗打料而言,考慮到其結(jié)構(gòu)疏松氣孔率較大及體積密度較小等因素,因而在其它條件相同的情況下,到達(dá)到與磚相同的電阻率,需適當(dāng)增加石墨的用量,以保證適當(dāng)?shù)膶?dǎo)電性能。
鎂砂是鎂碳質(zhì)耐火材料的主要原料。雖然鎂砂的電阻率非常大,是不導(dǎo)電的,,但鎂砂的性質(zhì)對(duì)鎂碳制品的其它性能,如高溫強(qiáng)度、耐侵蝕性等,有著極其重要的影響。為了使研制的鎂碳質(zhì)搗打料除了有良好的導(dǎo)電性能外,還要具有良好的其它性能。故應(yīng)參照其它高級(jí)鎂碳制品來選擇鎂砂原料。電熔鎂砂由于其體積密度高。氣孔率低,雜質(zhì)成分少,方鎂石晶粒粗大,晶粒直接接觸程度較高等,是導(dǎo)電搗打料理想的鎂砂原料。
總結(jié):(1)導(dǎo)電鎂碳質(zhì)搗打料適用于導(dǎo)電爐底直流電弧爐,也可用于其它形式,可提高爐底壽命,降低耐火材料消耗。
(2)鎂碳質(zhì)搗打料的原料選擇應(yīng)以導(dǎo)電鎂碳磚為基礎(chǔ),但在石墨、結(jié)合劑及添加劑的選擇和用量方面以及粒度的配比方面,都要進(jìn)行研究。