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中頻爐爐襯的選擇
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中頻爐爐襯的選擇

廠(chǎng)家:中頻爐爐襯的選擇 日期::2019-12-13 瀏覽次數: 83
洛陽(yáng)萬(wàn)峰工業(yè)爐小編為大家介紹中頻爐爐襯材料的選用要求,分析了打結工藝、熔煉溫度、熔煉材質(zhì)、熔煉操作、熔渣侵蝕等對爐襯壽命的影響。通過(guò)選用適合的爐襯材料,執行嚴格的筑爐烘烤操作工藝,制定合理的熔煉工藝,采用新型輔助材料,以延長(cháng)爐襯使用壽命,實(shí)現節能、降耗.

中頻爐因其熔化速度快、金屬液溫度高、化學(xué)成分均勻等優(yōu)點(diǎn),在現代鑄造企業(yè)中的應用非常廣泛,并且逐步向大型化發(fā)展。各種鑄鐵、鑄鋼及有色合金的熔煉都可以使用。感應電爐所用爐襯材料的工作條件極其嚴酷:其內側盛載高溫金屬液,外圍是水冷感應線(xiàn)圈,為了改善電磁耦合,還要使爐襯壁厚盡量減小,因而爐襯材料在使用過(guò)程中的溫度梯度很大,每次金屬液出爐后,爐壁的溫度急劇下降,要承受驟冷、驟熱的沖擊,而且還要承受熔煉過(guò)程中因電磁攪拌不斷運動(dòng)的金屬液的沖刷和爐渣的侵蝕,因此對爐襯材料種類(lèi)的選擇及使用都有嚴格的要求,并且在使用過(guò)程中要對影響爐襯壽命的各種因素加以分析。爐襯材料要具備足夠的耐火度。中頻爐熔煉時(shí)鋼液的最高溫度可達1700℃,鐵液的最高溫度可達1500℃以上。因此要根據所熔煉金屬的材質(zhì)選擇能滿(mǎn)足熔煉溫度的爐襯材料。

爐襯材料應具有良好的化學(xué)穩定性。熔渣侵蝕是耐火材料在使用過(guò)程中最常見(jiàn)的一種損壞形式,因此應盡量選用與熔渣化學(xué)成分相近的耐火材料,減弱其界面上的反應強度。爐襯材料應具有良好的耐急冷急熱性能,可適應從高溫熔煉到金屬液出爐后,由于溫度和壓力急劇變化在爐襯壁內所產(chǎn)生的應力作用,確保其不開(kāi)裂。耐熱震性越好的爐襯使用壽命越長(cháng)。爐襯材料應有一定的高溫強度。熔煉過(guò)程中,爐壁要經(jīng)受金屬爐料的沖擊力、金屬液的靜壓力、電磁攪拌金屬液運動(dòng)的作用力及溫差應力的作用,因此爐襯材料應具有一定的高溫強度,在多種力的作用下不開(kāi)裂、耐沖刷。爐襯材料的熱傳導性要小,電導率要低。熔煉過(guò)程中,爐壁內外的溫差很大,約有1O%~15%的熱量通過(guò)爐壁向外散失,為減少熱損失、提高熱效率,爐襯材料要有低的熱傳導率。電導率是電阻率的倒數。電導率越大則導電性能越強,反之越小。因此,爐襯材料要有低的電導率,不能含有磁感應物,尤其是爐襯打結過(guò)程中絕不允許有金屬或電導性較強的夾雜物存在。爐襯材料應根據所熔煉的材質(zhì)及要求,選用性?xún)r(jià)比高的材料。爐襯材料應適應環(huán)保要求,使用過(guò)程中不釋放對人體有毒、有害及污染環(huán)境的物質(zhì),使用后的廢料也不能對環(huán)境造成危害。感應電爐所用爐襯分為爐外直接預成形和爐內打結成形。爐外成形爐襯直接安裝于感應線(xiàn)圈內即可使用,節約人力、電力,安裝快速,效率較高,但目前局限于容量較小的電爐,大中型電爐基本上以爐內打結成形爐襯為主。

爐襯打結質(zhì)量的好壞直接影響使用壽命。保持砂料粒度均勻,粗細顆粒不產(chǎn)生偏析,加料時(shí)層與層嚴密結合,打結后的爐襯致密度越高,燒結后的燒結層強度就高,爐壁產(chǎn)生裂紋的傾向就比較小。爐襯打結時(shí)振搗不實(shí),會(huì )導致?tīng)t襯不致密或局部疏松,當金屬液壓力大時(shí),就可能產(chǎn)生滲漏。手工打結一層后,未將表面扒松就加料會(huì )導致分層,使用過(guò)程中爐襯會(huì )產(chǎn)生橫向裂紋,這種裂紋是無(wú)法彌合的。烘爐和燒結過(guò)程中升溫過(guò)快,爐料中的水分因急速逸出會(huì )在爐壁上形成大量微孔,這些微孔可能會(huì )導致金屬液滲透和吸附爐渣。因此制定并嚴格遵守筑爐工藝操作規程是延長(cháng)爐襯壽命的首要條件。感應電爐容量增大,爐壁承受金屬液的靜壓力增加。爐底與爐壁結合處的壓力最大,隨著(zhù)靜壓力的增加,金屬液向爐壁的微孔或微裂紋中滲透的幾率也增大;同時(shí),電磁攪拌力的增大對爐壁的沖刷作用也會(huì )增強。若為追求超裝,減小爐壁厚度,特別是較大電爐,爐襯的壽命會(huì )很明顯縮短。選擇適合大容量電爐的爐襯材料并達到合理壁厚,可以改善其使用狀況。熔煉的金屬液溫度過(guò)高,熔渣對爐襯的侵蝕加??;金屬液流動(dòng)性好,對爐襯的化學(xué)侵蝕加劇。高溫出鐵、低溫澆注一直是操作的準則。每~種鑄件都有其熔化工藝要求,要經(jīng)常觀(guān)察和測溫以達到適合的溫度,不要過(guò)于追求超溫。在盡量控制過(guò)高熔煉溫度的同時(shí),也不要出現長(cháng)時(shí)間高溫或保溫等待澆注的情況,過(guò)高的溫度不但易使合金燒損,也會(huì )損傷爐壁,同時(shí)能耗也會(huì )增加。

剛打好的爐襯,爐壁尚未完全燒結,前幾爐熔煉時(shí)應選用較潔凈的金屬材料,盡量避免成分復雜,含鐵銹、油污較多的材料,特別是油浸廢鐵屑。熔點(diǎn)低、流動(dòng)性好的材質(zhì)會(huì )加劇對爐壁的滲透,熔點(diǎn)高的材質(zhì)需要較高的溫度,這些都有損爐襯的壽命,應安排在中后期熔煉比較合適。另外應注意不同金屬材料的屬性,如前一爐熔煉硫含量較高的鐵水,后一爐熔煉高錳鋼便極易造成爐壁侵蝕。成分復雜、含較多鐵銹和油污、未經(jīng)清理的廢料、回爐料在高溫、高氧下形成的氧化物之間有復雜的互熔作用,極易形成粘渣而侵蝕爐壁,使其出現疏松而熔損,帶入的雜質(zhì)不但加大了能耗,而且也會(huì )影響鑄件質(zhì)量。

金屬爐料裝料的疏密程度直接關(guān)系到爐料的熔化速度。為了快速加熱和熔化,裝料要力求緊密,但又要避免熔化過(guò)程中出現“架橋”現象,使下部已熔化的金屬液過(guò)熱,造成金屬液吸氣并增加合金元素的燒損,延長(cháng)熔化時(shí)間,高溫和劇烈的渦流嚴重侵蝕爐壁。當金屬液面過(guò)低時(shí),如果加入大塊料而電爐又輸入高功率,則底部將產(chǎn)生嚴重過(guò)熱而加劇侵蝕。整個(gè)爐襯中以中下部承受的靜壓力最大、溫度最高、沖刷最嚴重,熔煉的金屬液達到適合的溫度和質(zhì)量要求之后,應停電出爐,這樣不但安全而且可降低能耗,還可以保護爐襯的下半部不致因過(guò)熱金屬液的沖刷而損毀。應盡量縮短熔煉時(shí)間,降低鋼水熔煉耗電。

爐渣的酸堿度應與爐襯材料相適應。氧化鎂質(zhì)爐襯材料耐堿性渣侵蝕能力強;硅質(zhì)的酸性爐襯材料耐酸性渣能力較強;氧化鋁質(zhì)中性爐襯材料高溫下在不同的酸堿度中會(huì )表現出典型的兩性,可以適應不同酸堿度的熔渣,但相比酸性爐料和堿性爐料稍差一些。加入爐內的金屬材料會(huì )帶入各種不同的氧化物,不同材質(zhì)、不同爐次的爐渣成分也不盡相同。爐渣中存在的各種氧化物、碳化物、硫化物及各種形態(tài)的復合化合物,大部分都會(huì )和爐襯發(fā)生化學(xué)反應,生成不同熔點(diǎn)的新的化合物。反應中生成的一些低熔點(diǎn)氧化物,如鐵橄欖石(FeO·SiO2)、錳橄欖石(MnO·SiO2)等熔點(diǎn)一般在1200℃左右。低熔點(diǎn)渣具有極好的流動(dòng)性,可能會(huì )形成助熔劑的作用,對爐襯產(chǎn)生劇烈的化學(xué)侵蝕,從而縮短爐襯的使用壽命。反應中生成的高熔點(diǎn)渣,如莫來(lái)石(3A1O·2SiO2)、鎂橄欖石(2MgO·SiO)及一些高熔點(diǎn)的金屬元素熔點(diǎn)可達1800℃以上,懸浮在金屬液中的高熔點(diǎn)渣和低熔點(diǎn)渣之問(wèn)的互熔,使這些熔渣極易粘附在爐壁上并形成累積,造成嚴重的粘渣,影響電爐的功率、熔速和容量,直至爐襯壽命。出現這樣的情況可以采取以下措施:

通過(guò)加強對入爐料的管理,大幅度減少帶有砂子、鐵銹、油污的材料,以及含有各種雜質(zhì).的廢料和回爐料的入爐,防止感應電爐爐襯侵蝕和粘渣。根據爐襯和所熔合金的材質(zhì)確定加料順序和合適的熔化工藝,盡量減少雜質(zhì)與爐襯接觸的機會(huì )和時(shí)問(wèn),以有效防止感應電爐爐襯粘渣。采用新型輔助材料清潔金屬液和爐渣中的氧化物及雜質(zhì),如以多元素復合脫氧劑代替單一元素脫氧劑。單一元素脫氧劑脫氧產(chǎn)物的熔點(diǎn)較高,在金屬液中以固態(tài)質(zhì)點(diǎn)存在,很難排出,也易粘附在爐壁上;而稀土元素作為脫氧劑雖然脫氧能力強,但其脫氧產(chǎn)物密度大,不易從金屬液中排除,而且稀土元素還容易與硅質(zhì)和氧化鋁質(zhì)爐襯材料中的SiO和Al0發(fā)生化學(xué)反應,侵蝕爐壁。多元素復合脫氧劑,如硅鋁鋇鈣的脫氧能力強,脫氧后的產(chǎn)物是液態(tài)質(zhì)點(diǎn),容易上浮除去。金屬液中的多種熔渣化合物及有害氣體,如果不能徹底清除,不但造成爐襯粘渣,而且也會(huì )使鑄件產(chǎn)生各種鑄造缺陷。高質(zhì)量的除渣劑能夠將金屬液表面的浮渣清除干凈,但是卻無(wú)法清除混熔和懸浮在金屬液中的雜質(zhì)和氣體。鋼(鐵)水清潔劑是一種復合材料,適合在球鐵、灰鐵、碳鋼、合金鋼、高錳鋼、不銹鋼等材質(zhì)中使用,可以將金屬液中的氧化物迅速還原清除,凈化金屬液,并明顯降低其黏度,提高流動(dòng)性。熔煉過(guò)程中,鋼(鐵)水清潔劑能有效軟化爐渣,防止不易熔解的氧化物粘附在爐壁上,提高能效,縮短熔煉時(shí)間,同時(shí)也能有效清除粘附在爐襯上的爐渣,延長(cháng)爐襯使用壽命。

中頻爐的使用過(guò)程是一個(gè)綜合的系統工程,“三分在材料,七分在使用”。除選用適合的爐襯材料外,執行嚴格的筑爐烘烤操作工藝,制定科學(xué)合理的熔煉工藝,采用新型輔助材料及細致的操作、精心的維護都是延長(cháng)爐襯壽命,實(shí)現節能降耗的有效途徑。

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