硅锰合金生产铁合金用的电炉的炉衬有多种。生产不同品种的铁合金使用什么样的炉衬, 是由所生产的铁合金的熔炼温度、炉渣的酸碱性质以及电炉的种类决定的。通常情况下, 生产高碳锰铁、锰硅合金和低微碳锰硅合金使用酸性渣, 一般采用碳质炉衬;生产高碳铬铁使用碱性渣, 一般采用镁质炉衬;生产硅铁和硅铬合金, 由于温度高, 一般也采用碳质炉衬;而生产中低碳锰铁和中低碳铬铁使用精炼炉和碱性渣, 一般采用镁质捣打料炉衬。

吉林铁合金有限公司近些年主要以生产锰硅合金为主, 在生产过程中, 经常会出现炉衬损坏的问题, 所以针对生产锰硅合金使用的碳质炉衬的损坏机理进行了分析。生产锰硅合金使用的碳质炉衬按照砌筑炉衬的原料形状, 可分为炭块砌筑炉衬和冷捣糊捣打炉衬;按照炉衬的保温性能, 可分为保温炉衬和水冷炉衬。无论是从砌筑炉衬的原料形状还是从炉衬的保温性能, 它们本质上都是碳质材料砌筑而成的炉衬。

一个新炉衬, 使用维护得好炉衬寿命可长达十年以上, 使用维护得不好, 炉衬寿命不到一年甚至仅仅几个月, 因此了解炉衬损坏的原因十分重要。

炉衬损坏的原因

1.烘炉制度不合理：2013年, 内蒙古乌兰察布地区新建的30 MVA以上的锰硅合金矿热电炉, 在新开炉不到一年 (有的甚至只有两个月) 的时间里就相继出现了炉底烧穿事故。清炉维修时发现, 电极下方的炭砖几乎已经立起, 而且炭砖的下面充满了锰硅合金。什么原因造成了合金渗入炭砖下层, 让企业技术人员困惑和不解。通常所用的砌炉材料中,硅锰合金不仅有碳质材料, 还有黏土砖、高铝砖、耐火粒、石棉板、填充糊和黏结剂等, 这些材料中都含有一定量的水分, 填充糊和黏结剂中还含有大量的挥发分, 如果使用的是预焙炭砖, 其内还有更多的挥发物质。无论是水还是挥发物质, 在遇到高温的时候, 都会变成气体排出。新炉衬刚投入使用时, 烘炉制度不合理, 会造成炉衬损坏。

如果缩减烘炉时间就会造成升温过快, 当炉温上升太快时, 新砌筑的炭砖及相关材料中的水分、挥发性气体会大量急速排出, 而且此时排放的能量也很大, 这些能量得不到缓慢充分地释放就会造成炉底炭砖松动, 炉衬炭砖之间就会出现大量排气孔洞, 液态锰硅合金会从这些气孔渗入炉衬, 拱起炉底炭砖, 炉底遭到一定程度上的破坏直至穿漏炉事故的发生。

内蒙古乌兰察布地区这些新建的30 MVA以上的锰硅合金矿热电炉, 使用的都是预焙炭砖砌筑的炉衬, 所以烘炉制度不合理是造成穿炉底的原因之一。当时, 也有两台新电炉投产时没有发生漏炉事故, 是因为其在送电时, 设备总是有事故, 一直处于停停打打的状态, 这就给炉内水蒸气及挥发物的释放提供了充足的时间, 歪打正着, 使炉衬得以保存。

2.用电制度不合理：由于变压器在出厂时其使用容量就已经确定, 硅锰合金所以生产企业所承担的变压器基础运行费用就是固定不变的。