一. 筑炉材料
砌筑冶炼的材料包括:炭素制品,耐火砖,耐火泥,石墨糊,二级品碳化硅等。
(一) 炭素制品
表2-3-7 石墨化块产品规格
外形尺寸(mm) 公差(mm) 弯曲度
宽 高 长度
毛坯 加工品
400×400×2100 +30-20 +30-20 +30~50 2100
400×400×1500 +30-20 +30-20 +28~40 1500+50
400×400×1100 +30-20 +30-20 +5~20 1100±40
400×115×1100 ±20 ±20 +5~20 1100±40 全长的1%
400×115×1300 ±20 ±20 +5~20 1300±40 全长的1%
400×115×1700 ±20 ±20 +15~30 1700±40 全长的1%
200×200×1530 ±10 ±10 +25~40 9mm
200×200×1200 ±10 ±10 +5~20 8mm
200×200×930 ±10 ±10 +5~20 6mm
表2-3-8 电极产品规格
石墨化电极(mm) 炭素电极(mm)
标准直径 允许公差 标准长度 允许公差 直径 允许公差 长度 允许公差
75 ±2.5 1200 ±100 100 ±2.5 1000 ±100
100 ±2.5 1200 ±100 150 ±2.5 1200 ±120
125 ±2.5 1200 ±100 200 ±2.5 1200 ±120
150 ±2.5 1500 ±150 225 ±3.0 1500 ±150
200 ±2.7 1500 ±150 275 ±3.0 1500 ±150
250 ±3.0 1500 ±150 300 ±3.5 1500 ±150
300 ±3.0 1500 ±150 350 ±3.5 1500 ±150
350 ±3.5 1500 ±150 400 ±3.5 1500 ±150
400 ±3.5 1500 ±150
500 ±4.0 1900 ±200
表2-3-9 电炉炭块产品规格
毛坯额定尺寸(mm) 宽度公差(mm) 长度公差(mm)
方形200×200 ±10 1600以下±15
方开400×400 ±30 1600以下±5%
表2-3-12 用于碳化硅冶炼的电极允许电流密度
冷却方式 电流密度
石墨化块 石墨化电极 炭素电极 电炉炭块
自然冷却 2.0 2.0 1.0 1.0
水套冷却 2.5
浇水冷却 3.0 3.0
内部冷却 5.0
(二) 耐火砖
砌筑碳化硅冶炼炉的耐火砖全部采用直形砖。
表2-3-13直形耐火砖的尺寸
砖号 代号 尺寸(mm) 写法 体积cm³
a b C
Tz-Tz-2Tz-3Tz-4Tz-5Tz-6Tz-7Tz-8Tz-9 Z17Z233Z236Z236KZ177Z237Z306Z307Z307K 17230230230172230300300300 11114114172114114150150225 63265657575657575 172×114×6230×114×32230×114×65230×172×65172×114×75230×114×75300×150×65300×150×75300×225×75 128391704.32571.41470.61966.5292533755062.5
表2-3-14 直形耐火砖单重计算*
砖号 体积 耐火砖单重(kg)
粘土砖 高铝耐火砖
LZ—65 LZ—55 LZ—48
体积密度
2.03 2.5 2.3 2.2
Tz-1-Tz-2Tz-3Tz-4Tz-5Tz-6Tz-7Tz-8Tz-9 1274.58391704.32571.41470.61766.5292533755062 2.591.703.465.222.993.995.946.8510.28 3.192.14.266.433.684.927.318.4412.66 2.931.933.925.913.384.526.737.7611.64 2.81.843.755.663.244.236.447.4411.13
*摘自国家标准GB2992—82
(三) 耐火泥
耐火泥用来充填耐火砖之间,耐火砖与碳质砌体之间,混凝土预制之间的缝隙。
耐火泥应具备的性质如下:
1. 以水温润可得到适当的稠度;充填在砖面上不发生裂纹;籍着砖的吸水作用缓慢地排除水分。
2. 具有足够的耐火度和荷重软化点。
3. 在炉的操作温度下,耐火泥应于砖间具有粘着性或熔接性。
4. 耐火泥的线膨胀系数应与耐火砖相接近。
5. 经干燥应不产生裂纹,以免透气。
按照冶金部标准,粘土质耐火泥沙分为(NF)—40,(NF)—38,(NF)—34,(NF)—28四种牌号。
耐火泥理化指标应符合表2-3-17规定。粒度组成应符合表2-3-18规定。
表2-3-17 耐火泥理化指标
指标 牌号及数值
(NF)—40 (NF)—38 (NF)—34 (NF)—28
耐火度(℃) 1730 1690 1650 1580
水分含量(%) 6 6 6 6
表2-3-18 耐火泥的粒度组成
通过筛孔 高炉火泥 细粒火泥 中粒火泥 粗粒火泥
0.125mm(%) ≥65 ≥50 ≥25 ≥15
0.5mm(%) 100 ≥97
1.0mm(%) 100 ≥97
2.0mm(%) 100 ≥97
2.8mm(%) 100
碳化硅冶炼应采用高炉耐火泥
(四) 石墨糊
石墨糊用于充填炭块之间,电极与炭块之间的缝隙,由石墨粉加粘结剂配成。
采用的石墨粉有三种:
第一种为土状天然石墨。是从天然石墨矿采出经选矿的产品,黑色,无金属光泽,润滑性与导电性不如其他石墨。这是非晶形碳转变为晶形碳的过渡阶段产品,市场可买到。
第二种为鳞状天然石墨。它来源于石墨矿,颜色深灰,有金属光泽,具有较高的导电性与润滑性,是一种碳的结晶,形状如鳞片。
第三种为碳化硅分解石墨。
(五) 粘结剂通常有水玻璃,纸浆废液,煤焦油,糊精等
二. 冶炼炉砌筑技术要求
(一) 端墙钢保护架垂直安装,偏差大于3mm,并与砌体贴紧
(二) 侧墙支柱垂直安装,偏差不大于2mm(只允许向内偏斜)
(三) 端墙
1. 耐火砖灰缝2~3mm,交错砌筑,不得有通缝。所有缝隙应挤满泥浆。
2. 灰缝泥浆配制(体积比)
熟耐火粉:生粘土粉=1:2.5
(熟耐火粉+生粘土粉):水=1:0.35~0.4
3. 砌体垂直度±2‰,但全长不超过3mm,凹凸度不多于2‰。
(四) 电极
1. 电极缝隙用石墨糊填充。
2. 石墨糊配制(体积比)
干糊精粉:水=1:2~3,调成糊浆;
糊浆:干石墨粉(天然,土状)=1:2
天然石墨粉粒度小于80#,固定碳含量≥86%,灰分≤10%,挥发分≤3%,水分≤1%。
3. 电极应刨平,与导电铜板接触良好。
4. 电极保护层用1mm以细的二级品碳化硅和水玻璃配成的料捣实,其厚度50~60mm配比(体积比)如下:
水玻璃:水=1:1~2,配成水玻璃溶液;
二级品碳化硅:水玻璃溶液=1:0.1~0.25。
(五) 碳质砌体
碳块缝3~4mm,挤满石墨糊。碳质砌体与耐火砖砌体之间缝隙填满粘土耐火泥。
(六) 两端墙要对正中心,并在同一高度上,偏差不超过3mm。
(七) 炉底
1. 不透气炉底
(1) 炉底最下层是防水层。
(2) 防水层上面是耐火混凝土层,留伸缩缝,缝内灌砂土。耐火混凝土的配制(重量比):矾土水泥5%,耐火泥10%,大粒(20~40mm)耐火砖块32%,中粒(5~10mm)32%,细粒(<5mm)13%。
(3) 耐火混凝土层上面砌耐火砖,厚度115mm,砖缝泥浆:
熟耐火粉:生粘土粉:水=1:1:1(体积比)。
(4) 炉底要求平整,水平差<5mm,灰缝2~3mm,砌体紧实。
2. 透气炉底
(1) 在金属或耐火砖构件上铺一层耐火砖,砖缝靠紧,不加泥。
(2) 炉底要平整,水平差小于5mm。