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中頻爐熔煉碳鋼 爐襯失效原因分析和對策(下)
您的位置： 中頻爐|感應加熱|熔鋼爐|熔鋁爐|熔銅爐|熔鉛爐|洛陽(yáng)萬(wàn)峰工業(yè)爐有限公司-技術(shù)支持中頻爐熔煉碳鋼 爐襯失效原因分析和對策(下)
廠(chǎng)家：中頻爐熔煉碳鋼 爐襯失效原因分析和對策(下) 日期：：2020-02-03 瀏覽次數： 106
中頻爐爐襯材料的第二次試驗情況 3.2.1 試驗方案 ●針對首次試驗中出現的爐襯材料耐燒蝕不足 的情況，向供應商提出在原來(lái)材料基礎上，增加耐火 骨料組分。 ●如需要分兩次出鋼時(shí)，在第二次出鋼前控制 包內鋼液溫度不高于 1650℃，也不允許長(cháng)時(shí)間（超過(guò) 10min）保溫等情況。 ●熔煉過(guò)程中出現卡料或出現下料過(guò)慢時(shí)及時(shí) 處理。 ●引入中期燒結工藝，在中頻爐開(kāi)爐 20 爐次后進(jìn)行一 次高溫燒結，使爐襯重新得到硬化層。 ●在 40～50 爐次時(shí)中修，把中頻爐爐襯中修工藝標準 化列入常規操作。 ●試驗預期壽命為 70 爐次。
2009 年 4 月進(jìn)行了第二次試驗。在整個(gè)中頻爐開(kāi)爐過(guò) 程中，有過(guò) 5 次較長(cháng)時(shí)間的停爐，中頻爐爐膛未出現大裂 紋。在爐齡 25 爐次時(shí)，進(jìn)行第二次燒結，燒結工藝是 在燒結溫度保溫 2h。在爐齡 42 爐次時(shí)，在爐襯中下 部出現較大的燒蝕區，進(jìn)行第一次中修，中修工藝是 使用短坩鍋和爐襯材料修筑爐膛底部，經(jīng)過(guò)短暫燒 結后正常開(kāi)爐（圖 4）。在爐齡 69 爐次時(shí)，爐膛情況正 常（圖 5），使用短坩鍋進(jìn)行第二次中修。在爐齡 79 爐 次時(shí)，因中頻爐設備原因停止試驗，爐膛良好。
本次試驗爐齡 79 爐次達到了預期壽命，說(shuō)明試 驗方案合理，試驗成功。從試驗過(guò)程中觀(guān)察到：中期 燒結有效地減緩了爐襯的損耗速度，措施有效；兩次 中修均達到了預期目的，使用短坩鍋中修應對爐膛下部的較大燒蝕區效果良好，措施有效。
中頻電爐爐襯修筑和維護工藝標準化 根據兩次試驗的情況，我們編制了《鑄鋼中頻爐爐襯修筑和中修維護標準》，把中頻電爐爐襯中期燒結工藝、 中修工藝編入標準。 2009 年 9 月以后，我們對所選用的爐襯材料和 標準進(jìn)行了后期驗證。到 2010 年 2 月，共修筑了 7 個(gè)爐襯，除一個(gè)爐襯因設備原因損壞，爐齡 43 爐次 外，其余的 6 個(gè)爐襯爐齡都達到了 70 爐次以上。修 訂后的《鑄鋼中頻爐爐襯修筑和中修維護標準》經(jīng)過(guò) 實(shí)際生產(chǎn)驗證后于 2009 年 11 月在公司正式發(fā)布。
對中頻電爐爐襯損壞和維護的分析 根據 9 次試驗和長(cháng)期的開(kāi)爐觀(guān)察，我們對中頻電爐爐襯 在整個(gè)使用周期的損壞情況進(jìn)行了歸納。 （1）初期：中頻電爐開(kāi)爐 25 爐次以前是爐襯使用的初期 階段。燒結良好的爐襯具有良好的燒結硬化層。此階 段出現的問(wèn)題主要是爐襯修筑或燒結質(zhì)量達不到標 準導致。爐襯損耗主要是加料時(shí)爐料的機械沖擊和 鋼液沖刷。在開(kāi)爐到 25 爐次左右，爐襯下部的硬化 層基本損耗完畢，鋼液沖刷會(huì )明顯加劇。 （2）中期：開(kāi)爐 25～50 爐次是爐襯使用的中期階 段。在此階段爐襯的最初燒結硬化層已經(jīng)損耗，鋼液 的沖刷和爐襯的崩裂是主要損壞原因。如在此期間 進(jìn)行爐襯的中期燒結，重新燒結出新的硬化層將會(huì ) 大大減緩爐襯的損耗。爐襯的大崩裂是此階段的最 危險因素，如果出現多處大的崩裂會(huì )直接導致?tīng)t襯 壽命結束，而且容易造成爐襯滲漏等安全問(wèn)題。在此 階段爐襯的下部會(huì )出現較大燒蝕區（俗稱(chēng)大象腿）。 （3）后期：開(kāi)爐 50 爐次后。在出現了明顯的下部 燒蝕區（大象腿）后，如果不進(jìn)行維護，爐襯壽命會(huì )很 快結束。后期維護主要是進(jìn)行爐襯中修。中修有兩種 形式： ①使用爐嘴料進(jìn)行下部燒蝕區修補：在燒蝕區清除爐渣、余鐵和灰塵后從需要修補的下沿起，將修 補用的爐襯材料小心地壓在爐襯上，用木錘打緊實(shí)， 與爐襯結合好，如此操作，直到補好全部中修區域。 將補好的爐襯表面修整平整、光潔，不要突出相鄰的 爐襯表面（圖 6），中修完畢后，用 600℃以下的低溫 將修補的材料緩慢烘干，烘干后首次加料采用人工加料方式，禁止用料斗加料。這樣修補可以延長(cháng)爐齡 約9 爐次，適用于爐膛整體狀況較差，爐膛上部已經(jīng) 燒損較大的情況。 ②使用短坩鍋修補：在爐膛下部放入短坩鍋，采 用爐嘴塑性材料把短坩鍋與爐底的接觸部分封堵 好，將爐襯材料加入短坩鍋與爐壁空隙中，按照修筑 爐襯方式修筑（圖 7）。第一爐手工加爐料。中修后第 一爐采用小功率（10%）烘爐 4h，然后用小于 30%的 功率進(jìn)行熔化，在鋼液漫過(guò)所修新?tīng)t襯后，可以 60% 的功率進(jìn)行熔化。在燒結溫度鋼液至少保溫 1.5h。新 修爐襯可以使用 20～25 爐次。此工藝適用于爐膛上 部損壞較小，無(wú)崩裂，只是下部燒蝕較大的情況。
總結 （1）爐襯材料選擇必須適應生產(chǎn)需要。燒結溫度 較高的材料往往也具有較好耐高溫性能但容易開(kāi) 裂，采用這種材料在開(kāi)爐初期爐襯的燒結層較好時(shí) 有較好的耐高溫和耐沖刷性能，但如果日常熔煉溫 度遠遠達不到爐襯燒結溫度，在使用一段時(shí)間后，一 旦原始的燒結層局部消耗完后，暴露出來(lái)的沒(méi)有燒 結良好的局部爐襯很容易受到嚴重損壞。而且，爐襯 裂紋傾向大對爐襯的維護是非常不利的。因此，熔煉 合金鋼等需要較高熔煉溫度的場(chǎng)合適用于采用較高 燒結溫度的爐襯材料，而日常熔煉溫度需求不高的 場(chǎng)合則不應該盲目追求高燒結溫度的爐襯材料。如 果開(kāi)爐是間歇性的，必須要特別注意材料的裂紋傾 向不能大。 （2） 爐襯壽命要提高必須改變只重視筑爐和燒 結，不重視維護的做法。適宜的中期燒結、中修能夠 大幅度延長(cháng)爐襯壽命。 （3）爐襯修筑和維護必須標準化，保證修筑和維 護的質(zhì)量
2009 年 4 月進(jìn)行了第二次試驗。在整個(gè)中頻爐開(kāi)爐過(guò) 程中，有過(guò) 5 次較長(cháng)時(shí)間的停爐，中頻爐爐膛未出現大裂 紋。在爐齡 25 爐次時(shí)，進(jìn)行第二次燒結，燒結工藝是 在燒結溫度保溫 2h。在爐齡 42 爐次時(shí)，在爐襯中下 部出現較大的燒蝕區，進(jìn)行第一次中修，中修工藝是 使用短坩鍋和爐襯材料修筑爐膛底部，經(jīng)過(guò)短暫燒 結后正常開(kāi)爐（圖 4）。在爐齡 69 爐次時(shí)，爐膛情況正 常（圖 5），使用短坩鍋進(jìn)行第二次中修。在爐齡 79 爐 次時(shí)，因中頻爐設備原因停止試驗，爐膛良好。
本次試驗爐齡 79 爐次達到了預期壽命，說(shuō)明試 驗方案合理，試驗成功。從試驗過(guò)程中觀(guān)察到：中期 燒結有效地減緩了爐襯的損耗速度，措施有效；兩次 中修均達到了預期目的，使用短坩鍋中修應對爐膛下部的較大燒蝕區效果良好，措施有效。
中頻電爐爐襯修筑和維護工藝標準化 根據兩次試驗的情況，我們編制了《鑄鋼中頻爐爐襯修筑和中修維護標準》，把中頻電爐爐襯中期燒結工藝、 中修工藝編入標準。 2009 年 9 月以后，我們對所選用的爐襯材料和 標準進(jìn)行了后期驗證。到 2010 年 2 月，共修筑了 7 個(gè)爐襯，除一個(gè)爐襯因設備原因損壞，爐齡 43 爐次 外，其余的 6 個(gè)爐襯爐齡都達到了 70 爐次以上。修 訂后的《鑄鋼中頻爐爐襯修筑和中修維護標準》經(jīng)過(guò) 實(shí)際生產(chǎn)驗證后于 2009 年 11 月在公司正式發(fā)布。
對中頻電爐爐襯損壞和維護的分析 根據 9 次試驗和長(cháng)期的開(kāi)爐觀(guān)察，我們對中頻電爐爐襯 在整個(gè)使用周期的損壞情況進(jìn)行了歸納。 （1）初期：中頻電爐開(kāi)爐 25 爐次以前是爐襯使用的初期 階段。燒結良好的爐襯具有良好的燒結硬化層。此階 段出現的問(wèn)題主要是爐襯修筑或燒結質(zhì)量達不到標 準導致。爐襯損耗主要是加料時(shí)爐料的機械沖擊和 鋼液沖刷。在開(kāi)爐到 25 爐次左右，爐襯下部的硬化 層基本損耗完畢，鋼液沖刷會(huì )明顯加劇。 （2）中期：開(kāi)爐 25～50 爐次是爐襯使用的中期階 段。在此階段爐襯的最初燒結硬化層已經(jīng)損耗，鋼液 的沖刷和爐襯的崩裂是主要損壞原因。如在此期間 進(jìn)行爐襯的中期燒結，重新燒結出新的硬化層將會(huì ) 大大減緩爐襯的損耗。爐襯的大崩裂是此階段的最 危險因素，如果出現多處大的崩裂會(huì )直接導致?tīng)t襯 壽命結束，而且容易造成爐襯滲漏等安全問(wèn)題。在此 階段爐襯的下部會(huì )出現較大燒蝕區（俗稱(chēng)大象腿）。 （3）后期：開(kāi)爐 50 爐次后。在出現了明顯的下部 燒蝕區（大象腿）后，如果不進(jìn)行維護，爐襯壽命會(huì )很 快結束。后期維護主要是進(jìn)行爐襯中修。中修有兩種 形式： ①使用爐嘴料進(jìn)行下部燒蝕區修補：在燒蝕區清除爐渣、余鐵和灰塵后從需要修補的下沿起，將修 補用的爐襯材料小心地壓在爐襯上，用木錘打緊實(shí)， 與爐襯結合好，如此操作，直到補好全部中修區域。 將補好的爐襯表面修整平整、光潔，不要突出相鄰的 爐襯表面（圖 6），中修完畢后，用 600℃以下的低溫 將修補的材料緩慢烘干，烘干后首次加料采用人工加料方式，禁止用料斗加料。這樣修補可以延長(cháng)爐齡 約9 爐次，適用于爐膛整體狀況較差，爐膛上部已經(jīng) 燒損較大的情況。 ②使用短坩鍋修補：在爐膛下部放入短坩鍋，采 用爐嘴塑性材料把短坩鍋與爐底的接觸部分封堵 好，將爐襯材料加入短坩鍋與爐壁空隙中，按照修筑 爐襯方式修筑（圖 7）。第一爐手工加爐料。中修后第 一爐采用小功率（10%）烘爐 4h，然后用小于 30%的 功率進(jìn)行熔化，在鋼液漫過(guò)所修新?tīng)t襯后，可以 60% 的功率進(jìn)行熔化。在燒結溫度鋼液至少保溫 1.5h。新 修爐襯可以使用 20～25 爐次。此工藝適用于爐膛上 部損壞較小，無(wú)崩裂，只是下部燒蝕較大的情況。
總結 （1）爐襯材料選擇必須適應生產(chǎn)需要。燒結溫度 較高的材料往往也具有較好耐高溫性能但容易開(kāi) 裂，采用這種材料在開(kāi)爐初期爐襯的燒結層較好時(shí) 有較好的耐高溫和耐沖刷性能，但如果日常熔煉溫 度遠遠達不到爐襯燒結溫度，在使用一段時(shí)間后，一 旦原始的燒結層局部消耗完后，暴露出來(lái)的沒(méi)有燒 結良好的局部爐襯很容易受到嚴重損壞。而且，爐襯 裂紋傾向大對爐襯的維護是非常不利的。因此，熔煉 合金鋼等需要較高熔煉溫度的場(chǎng)合適用于采用較高 燒結溫度的爐襯材料，而日常熔煉溫度需求不高的 場(chǎng)合則不應該盲目追求高燒結溫度的爐襯材料。如 果開(kāi)爐是間歇性的，必須要特別注意材料的裂紋傾 向不能大。 （2） 爐襯壽命要提高必須改變只重視筑爐和燒 結，不重視維護的做法。適宜的中期燒結、中修能夠 大幅度延長(cháng)爐襯壽命。 （3）爐襯修筑和維護必須標準化，保證修筑和維 護的質(zhì)量
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