爐襯壽命是電弧爐煉鋼的一項重要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)，它直接影響電弧爐的作業(yè)率、電耗及耐材料消耗等指標(biāo)的優(yōu)劣。因此，提高電弧爐爐襯壽命對提高產(chǎn)量、煉鋼作業(yè)率有重要意義。

安陽鋼鐵股份公司100t超高功率電弧爐(以下簡稱安鋼電爐)爐型為偏心爐底出鋼形式。爐殼分體式，上爐殼水冷板框架結(jié)構(gòu);下爐殼帶垂直周邊的蝶形底形式、內(nèi)部砌筑耐材構(gòu)成熔池。爐殼為用一備一，爐役壽命到期后對爐殼進(jìn)行整體更換，離線重新砌筑備用。爐襯各主要部位用耐材如表1所示。

安鋼電爐改造復(fù)產(chǎn)后第一個爐役爐襯使用壽命300爐，產(chǎn)量約3萬噸，爐役在使用過程中采取了濕法噴補(bǔ)爐壁和鎂砂搗打料墊爐坡等護(hù)爐操作，噴補(bǔ)料消耗1.7kg/t、搗打料消耗2.3kg/t，耐材成本45元/t，未達(dá)到使用理想壽命。對下線的爐襯耐材侵蝕情況進(jìn)行解剖測量，各部位侵蝕情況如表2所示。

爐襯耐材在使用中受到廢鋼裝料的物理沖擊，電極弧光的輻射與反射，鋼水與爐渣的化學(xué)侵蝕等作用。尤其在鋼-渣界面處，受到高氧化性(FeO含量25%～30%)熔渣的物理滲透和化學(xué)侵蝕，造成鎂碳磚工作面的石墨被氧化，形成疏松的脫碳組織，經(jīng)高溫氧化、脫碳、沖蝕的不斷反復(fù)作用，最終在受熱和鋼渣侵蝕下以熔融態(tài)和片狀剝落狀態(tài)而損耗。電極的熱區(qū)部位爐襯受到弧光的高溫輻射，爐壁集束氧槍區(qū)域爐襯受到局部渣鋼環(huán)流侵蝕，使這兩個區(qū)域的爐襯侵蝕損毀更嚴(yán)重。爐底及爐坡用鎂砂搗打料打結(jié)，前期砌爐打結(jié)不密實和烘爐燒結(jié)不好，鎂砂工作層存在的疏松缺陷，在底吹攪拌作用下，熔渣滲入與鎂砂反應(yīng)形成富含鐵的鎂浮氏體，降低鎂砂的熔點，加速鎂砂溶解。同時，在爐役前期燒結(jié)不充分時受到裝料的碰撞、振動和沖擊作用，在爐底形成局部坑洼，造成局部區(qū)域損蝕過快。

3.1嚴(yán)格爐襯工作層砌筑與爐底爐坡打結(jié)

爐壁工作層采用鎂碳磚干砌，交錯堆放，磚縫要小于1mm，砌筑時要防止撞擊產(chǎn)生內(nèi)裂紋，在使用過程中產(chǎn)生斷裂、掉塊，影響使用壽命。爐底與爐坡工作層用鎂砂搗打料打結(jié)，第一層鎂砂適當(dāng)鋪厚(約總厚度的40%)，用壓空振動錘從爐邊按圓周向中心搗打，然后由中心向邊緣放射形搗打，每層搗打3遍，做到錘錘相扣與各層間的銜接咬合。爐坡?lián)v打用壓空振動叉，依靠震動充分排出鎂砂搗打料中的空氣，做到搗打平整、致密度高、整體性強(qiáng)。爐坡傾角控制<45°、以便于后期的維護(hù)。砌筑合格的爐襯開新爐時在爐底用薄鋼板進(jìn)行覆蓋，防止裝料對爐底的沖擊損壞。同時離線砌筑合格后要做好防潮措施。

3.2做好新爐襯的烘烤燒結(jié)

一個高質(zhì)量的爐襯烘烤燒結(jié)后要具有足夠的強(qiáng)度、整個爐襯成為一體。開新爐前三爐冶煉以烘烤爐襯為主，實行全廢鋼冶煉，防止兌鐵水對爐襯的沖擊損壞，廢鋼原則上分2～3批加入，以輕薄料為主，降低重料對爐襯的沖擊。采用短電弧小功率供電，二次電壓控制在45～650V、二次電流控制在40～45KA。爐壁集束氧槍用燒嘴模式吹氧助熔，每支槍氧流量控制在750Nm3/hr以下，降低高速集束氧流對爐底的沖擊。每批料穿井熔化形成熔池后要停電“燜”爐30分鐘，用鋼水的溫度來保證爐襯的低溫?zé)Y(jié)致密性能。

3.3優(yōu)化操作工藝，降低因操作不當(dāng)對爐襯的侵蝕

合理裝料與布料，以輕薄料打底，防止重料對爐底、爐坡的沖擊產(chǎn)生凹坑，加速耐材的損毀。在冶煉熔化期形成基本熔池后，要及時通過爐壁碳粉噴槍或第四加料孔向熔池噴吹或添加碳粉，爐壁集束氧槍切換到吹氧模式，并依據(jù)爐內(nèi)情況及時調(diào)整三支爐壁氧槍氧流量的配比，促使C-O反應(yīng)生成CO的氣體量，提高熔池熔渣的持久發(fā)泡高度，快速實現(xiàn)泡沫渣埋弧操作，降低電弧弧光、高溫鋼水對爐襯侵蝕。冶煉終點，隨著C-O反應(yīng)的減弱，泡沫渣逐漸減薄，爐門自動流渣后，要及時補(bǔ)加渣料和輕燒白云石，保證爐渣堿度始終控制在2.0～2.5和渣中原始(MgO)含量在5%～8%，降低對爐襯的侵蝕速度。推廣留鋼留渣操作，保證爐內(nèi)留鋼15～20t，出鋼結(jié)束后，添加500kg石灰對留渣進(jìn)行稠化，在降低裝料對爐襯的沖擊的同時，也利于下一爐早造具有一定堿度的熔渣，降低渣中成游離態(tài)存在的SiO?、P?O5、Fe?O?等氧化物與耐材中的MgO發(fā)生反應(yīng)，降低爐襯耐材表面熔點，加劇爐襯的損壞。

3.4加強(qiáng)后期爐襯維護(hù)

后期對爐襯主要部位的維護(hù)對延長使用壽命起到重要作用，爐壁氧槍下部區(qū)域和電極“熱點”區(qū)域，要采取強(qiáng)化噴補(bǔ)措施，利用好出鋼時機(jī)和爐內(nèi)的溫度進(jìn)行高溫快補(bǔ)、薄補(bǔ)，噴補(bǔ)厚度控制在10～20mm，以提高噴補(bǔ)料的附著率和快速高溫?zé)Y(jié)效果。使用后期要注意觀察爐坡的侵蝕狀況，及時使用搗打料墊補(bǔ)爐坡，保證爐坡的角度始終保持在45°左右，防止?fàn)t坡變形嚴(yán)重。同時也要防止墊補(bǔ)不當(dāng)造成爐坡上漲，減小熔池容積，提高鋼水面，影響操作的穩(wěn)定順行。

爐襯壽命在使用過程中，因受到機(jī)械作用、高溫作用、化學(xué)侵蝕以及操作工藝的影響而受到侵蝕損壞。通過提高爐襯的砌筑質(zhì)量、改善操作工藝和加強(qiáng)對爐役后期的維護(hù)，爐齡得到逐步提高，由300爐穩(wěn)步提高到500爐左右，并保持持續(xù)穩(wěn)定，噸鋼耐材成本由45元降低到目前的22元。爐役壽命的延長與穩(wěn)定使用，提高了生產(chǎn)作業(yè)率，穩(wěn)定了生產(chǎn)秩序，取得良好效果。