隨著鉻鐵礦熱爐新技術的發展,高功率、超高功率礦熱爐比例逐年增加,礦熱爐采取強化冶煉,節奏加快,熔煉溫度提高,周期縮短急冷急熱頻繁,電爐蓋受到更大強度的熱輻射、熱震和更多高溫熔渣飛濺物的侵蝕損害作用,爐襯損耗加快,常用的電爐蓋燒成高鋁磚的使用壽命顯著降低,已經成為制約礦熱爐生產的“瓶頸”。
按不同大小爐蓋,用高鋁磚砌筑1個電爐蓋需要1000~4000塊耐火磚,磚間縫隙多,再加上爐蓋是圓穹頂空間曲面結構,還有3個電極孔和加料孔等,砌筑難度很大,磚砌爐蓋常出現局部松緊程度不一致,即孔邊圓環內側部分的磚擠得過緊,而圓環外側部分過松,磚縫大小不一致。因此,經常出現磚縫過大部位的磚縫處首先遭到侵蝕損壞而導致磚的松動、使用中會出現“抽簽”掉磚,加快爐蓋損毀;而在磚縫過小部位,由于熱應力的作用,磚互相擠壓出現裂紋甚至斷裂掉塊,降低爐蓋壽命,有時還出現爐蓋水冷圈被擠壓脹裂漏水,造成事故,影響正常生產。此外,磚塊數太多,工人拼砌麻煩且費工費時,效率低,通常是1個電爐蓋需要1個班的修砌工人砌筑 12~16 h ,而且工人的勞動強度大,砌筑質量難以控制。
與磚相比,澆注料的整體性好,緩沖熱應力的作用強,抗熱震性和抗剝落性更好,適合用作整體電爐蓋。以高鋁質原料為主,制作致密度高、抗熱震性強、耐侵蝕性好、使用壽命長的高鋁質電爐蓋預制塊,對延長爐蓋壽命、降低工人勞動強度、提高經濟效益等方面都具有較強的優勢。但是,整體電爐蓋的體量大、又是空間曲面且多孔 ,整體制作和運輸難度大。我們依照“拼積木”的原理,按照每個電爐蓋的大小、厚薄和形狀,結合運輸和吊裝能力,將爐蓋用高鋁質澆注料澆注成 1個整體或分割成若干塊(如圖 1 所示 ,圖中是針對現場情況進行預制塊分割成不同塊的示意圖) ,經過養護和烘烤好之后 ,運到鋼廠直接組裝使用。實踐證明,這種依照爐蓋的總體尺寸和形狀,采用“拼積木”的方式做成大預制塊,不僅容易組裝,而且整體性好,砌筑質量比磚塊好得多,快捷高效,組裝1個爐蓋只要15~30 min。
針對鉻鐵礦熱爐用高鋁質電爐蓋 ,提出了電爐蓋預制塊的設計思想,通過系統研究預制塊 的制備工藝因素,實際制備了整體電爐蓋預制塊經過實際使用,獲得了良好的使用效果。