전기로용 내화재료 요구사항 및 측벽용 내화재료 선정!

전기로용 내화재료에 대한 일반적인 요구사항은 다음과 같습니다.

(1) 내화성은 높아야 합니다. 아크 온도는 4000°C를 초과하고 제강 온도는 1500~1750°C이며 때로는 2000°C까지 올라가므로 내화 재료는 높은 내화성을 가져야 합니다.

(2) 부하 시 연화온도가 높아야 합니다. 전기로는 고온 부하 조건에서 작동하고 용광로는 용융강의 침식을 견뎌야 하므로 내화재료는 높은 부하 연화온도를 가져야 합니다.

(3) 압축 강도가 높아야 합니다. 전기로 내화벽돌은 장입 시 장입물의 충격, 제련 시 용강의 정압, 출수 시 강류의 침식, 작동 중 기계적 진동의 영향을 받습니다. 따라서 내화재료는 높은 압축 강도를 가져야 합니다.

(4) 열전도율은 작아야 합니다. 전기로의 열손실을 줄이고 전력 소비를 줄이기 위해 내화재료는 열전도율이 낮아야 합니다. 즉, 열전도계수가 작아야 합니다.

(5) 열 안정성이 좋아야 합니다. 전기로 제강에서 탭핑부터 장입까지 몇 분 안에 온도가 약 1600°C에서 900°C 이하로 급격히 떨어지므로 내화 재료는 열 안정성이 좋아야 합니다.

(6) 강력한 내식성. 제강 공정 중 슬래그, 용광로 가스 및 용융강은 모두 내화 재료에 강한 화학적 침식 효과를 나타내므로 내화 재료는 우수한 내식성을 가져야 합니다.

측벽용 내화 재료 선정

MgO-C 벽돌은 일반적으로 수냉식 벽이 없는 전기로의 측벽을 구성하는 데 사용됩니다. 고온 지점과 슬래그 라인은 가장 가혹한 사용 조건에 노출됩니다. 이 부분은 용융강과 슬래그에 의해 심하게 부식되고 침식될 뿐만 아니라, 고철 투입 시 심한 기계적 충격을 받을 뿐 아니라 아크로부터 발생하는 열복사에도 노출됩니다. 따라서 이러한 부분에는 우수한 성능을 가진 MgO-C 벽돌이 사용됩니다.

수냉식 전기로의 측벽은 수냉 기술을 사용하기 때문에 열 부하가 증가하고 사용 조건이 더욱 엄격해집니다. 따라서 슬래그 저항성, 열충격 안정성 및 높은 열전도율을 갖춘 MgO-C 벽돌을 선택해야 하며, 탄소 함량은 10%~20%입니다.

초고출력 전기로 측벽용 내화 재료

초고출력 전기로(UHP로)의 측벽은 대부분 MgO-C 벽돌로 제작되며, 고온부 및 슬래그 라인 영역은 성능이 우수한 MgO-C 벽돌(예: 전탄소 매트릭스 MgO-C 벽돌)로 시공하여 수명을 크게 향상시킵니다.

전기로 작동 방식의 개선으로 용광로 벽면 부하가 감소되었지만, 초고압(UHP) 용광로 제련 조건에서 내화재의 고온부 수명 연장은 여전히 ​​어려운 과제입니다. 따라서 수냉 기술이 개발 및 적용되어 왔습니다. EBT 탭핑 방식을 사용하는 전기로의 경우, 수냉 면적이 70%에 달하여 내화재 사용량을 크게 줄일 수 있습니다. 최신 수냉 기술에는 열전도율이 우수한 MgO-C 벽돌이 필요합니다. 전기로 측벽에는 아스팔트, 수지 결합 마그네시아 벽돌, MgO-C 벽돌(탄소 함량 5~25%) 등이 사용됩니다. 심각한 산화 조건에서는 산화방지제가 첨가됩니다.

산화환원 반응으로 가장 심하게 손상된 핫스팟 영역에는, 원료로 결정질 용융 마그네사이트가 크고 탄소 함량이 20% 이상이며 완전 탄소 매트릭스를 갖는 MgO-C 벽돌이 시공에 사용됩니다.

초고압 전기로용 MgO-C 벽돌의 최근 개발 동향은 고온 소성 후 아스팔트를 함침시켜 소성 아스팔트 함침 MgO-C 벽돌을 제조하는 것입니다. 표 2에서 볼 수 있듯이, 아스팔트를 함침시키지 않은 벽돌과 비교했을 때, 아스팔트 함침 및 재탄화 처리된 소성 MgO-C 벽돌은 잔류 탄소 함량이 약 1% 증가하고, 다공성은 1% 감소하며, 고온 굴곡 강도와 내압성이 크게 향상되어 내구성이 뛰어납니다.

전기로 측벽용 마그네슘 내화재료

전기로 내벽은 알칼리성 내벽과 산성 내벽으로 나뉜다. 알칼리성 내벽은 산화마그네슘, 산화칼슘(MgO-CaO) 내벽재와 같은 알칼리성 내화재료를 사용하고, 산성 내벽은 규사, 석영사, 백토 등을 사용하여 구축한다.

참고: 전기로 내벽 재료의 경우, 알칼리성 전기로는 알칼리성 내화 재료를 사용하고, 산성 전기로는 산성 내화 재료를 사용합니다.