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中頻爐筑爐工藝
廠(chǎng)家：中頻爐筑爐工藝 日期：：2021-12-15 瀏覽次數： 0
一．前言：
? ?感應中頻熔煉爐爐襯的高溫性能主要取決于所用耐火材料的物理、化學(xué)性能及礦物組成，在原輔材料選定的前提下，燒結工藝是使爐襯獲得良好顯微組織結構以充分發(fā)揮其耐高溫性能的的關(guān)鍵工序。爐襯燒結的致密化程度與耐火材料的化學(xué)組成、粒度配比、燒結工藝和燒結溫度等因素有關(guān)。我廠(chǎng)通過(guò)二十多年的不斷摸索和生產(chǎn)試驗，總結出了合理的筑爐打結工藝和烘烤燒結工藝，使爐齡大幅度上升，2T中頻爐干式打結爐襯的爐齡（經(jīng)一次中修）高達1258爐次，取得了顯著(zhù)的經(jīng)濟效益。
二．筑爐工藝：
2.1筑爐時(shí)去掉云母紙。
2.2對筑爐用水晶石英砂進(jìn)行如下處理：
2.2.1手選：主要去除塊狀物及其它雜質(zhì)；
2.2.2磁選：必須完全去除磁性雜質(zhì)；
2.2.3干式搗打料：必須進(jìn)行緩慢烘干處理，烘干溫度為200℃－300℃，保溫4小時(shí)以上。
2.3粘結劑的選用：用硼酐(B2O3)代替硼酸（H3BO3）作粘結劑，加入量為1.1%－1.5%。
2.4筑爐材料的選用及配比：
2.4.1筑爐材料的選用：應注意，不是所有SiO2≥99%的石英砂均可用作感應爐爐襯材料，重要的是石英晶粒大小，晶粒越粗大，晶格缺陷越少越好，（如水晶石英砂SiO2純度高，外表潔白、透明。）爐子容量越大，對晶粒的要求越高。
2.4.2配比：爐襯用石英砂配比：6－8目10%－15%，10－20目25%－30%，20－40目25%－30%，270目25%－30%。
2.5爐襯的打結：爐襯打結質(zhì)量好壞直接關(guān)系到燒結質(zhì)量。打結時(shí)砂粒粒度分布均勻不會(huì )產(chǎn)生偏析，打結后的砂層致密度高，燒結后產(chǎn)生裂紋的幾率下降，有利于提高感應爐爐襯使用壽命。
2.5.1干式打結爐襯（以2t中頻無(wú)芯感應爐為例）：線(xiàn)圈絕緣膠泥的應用：2t中頻無(wú)芯感應爐的感應圈涂覆有絕緣膠泥層。與感應路通常使用的絕緣材料云母、玻璃絲布等相比，使用線(xiàn)圈絕緣膠泥有如下好處:第一，烘干后，厚度為8－15mm的線(xiàn)圈絕緣膠泥層具有良好的絕緣性能，完全可代替云母和玻璃絲布，充當線(xiàn)圈和爐襯之間的絕緣保護層；膠泥材料的導熱系數較高，不必擔心相對較厚的膠泥層會(huì )影響熱面爐襯的三層結。第二，膠泥層位于線(xiàn)圈和保溫層之間，正常情況下，環(huán)境溫度很低（＜300℃，偶爾有金屬液接近其表面時(shí)膠泥層會(huì )釋放出少量殘余的水分，使絕緣電阻降低，系統提供早期報警。第三，利用膠泥本身高于1800℃的耐火度，當偶爾有金屬液滲漏到其表面時(shí)，膠泥能給線(xiàn)圈提供一層保護屏障，當出現報警時(shí)，膠泥層可提供一定的事故處理時(shí)間。第四，對帶有底頂出式的爐子而言，將膠泥制作成帶有錐度的形狀，避免了爐襯與線(xiàn)圈的摩擦，同時(shí)利用其強度對線(xiàn)圈進(jìn)行固定，避免了線(xiàn)圈在使用和建、拆爐過(guò)程中的變形，延長(cháng)了線(xiàn)圈的使用壽命。第五，線(xiàn)圈與膠泥層作為爐子的永火襯，雖一次性費用高，施工周期長(cháng)，但其使用壽命可以與線(xiàn)圈相同，也可進(jìn)行局部修補，因此就整體而言降低了筑爐成本。
? 干式打結爐襯前，首先在爐子線(xiàn)圈絕緣層內鋪設一層石棉板和一層玻璃絲布，鋪設時(shí)除手工平整壓實(shí)各層材料外，還要用彈簧圈上下繃緊，搗固石英砂時(shí)，自上而下逐個(gè)移動(dòng)彈簧圈，直至爐襯打結完畢。
2.5.2打結爐底：爐底厚約280mm，分四次填砂，人工打結時(shí)防止各處密度不均，烘烤與燒結后的爐襯不致密。因此，必須嚴格控制加料厚度，一般填砂厚度不大于100mm/每次，爐壁控制在60mm以?xún)?，多人分班操作，每?－6人，每次打結30分鐘換人，圍繞爐子緩慢旋轉換位，用力均勻，以免造成密度不均。
? 爐底打結達到所需高度時(shí)刮平，即可放置坩堝模。對此，應注意保證坩堝模與感應圈同心，上下調整垂直，模樣盡量與所筑爐底緊密結合，調整周邊間隙相等后用三個(gè)木楔卡緊，中間吊重物壓上，避免爐壁打結時(shí)石英砂產(chǎn)生位移。
2.5.3打結爐壁：爐襯厚度為110-120mm，分批加入干式打結料，布料均勻，填料厚度不大于60 mm，打結15分鐘（人工打結），直至與感應圈上緣平齊。在打結完后坩堝模不取出，烘干和燒結時(shí)起感應加熱作用。
2.6烘烤與燒結規范：為獲得爐襯的三層結構，烘烤和燒結工藝大致分為三個(gè)階段：
2.6.1烘烤階段：分別以25℃/h、50℃/h的速度將坩堝模加熱至600℃，保溫4h，目的是徹底排除爐襯中的水分。
2.6.2半燒結階段：以50℃/h升溫至900℃，保溫3h，以100℃/h升溫至1200℃，保溫3h，必須控制升溫速度，防止產(chǎn)生裂紋。
2.6.3完全燒結階段：高溫燒結時(shí)，坩堝的燒結結構是提高其使用壽命的基礎。燒結溫度不同，燒結層厚度不足，使用壽命明顯降低。
2T中頻無(wú)芯感應爐在烘烤過(guò)程中加入了約950公斤鐵料增強感應圈加熱作用，隨著(zhù)烘烤與燒結的持續進(jìn)行，通過(guò)低功率送電產(chǎn)生較為平穩的電磁力攪拌鐵水，是爐襯上下受熱均勻。嚴格控制石英砂三個(gè)相變區的溫度，促進(jìn)石英砂相變充分，提高了爐襯的首次燒結強度。
? ?感應中頻熔煉爐爐襯的高溫性能主要取決于所用耐火材料的物理、化學(xué)性能及礦物組成，在原輔材料選定的前提下，燒結工藝是使爐襯獲得良好顯微組織結構以充分發(fā)揮其耐高溫性能的的關(guān)鍵工序。爐襯燒結的致密化程度與耐火材料的化學(xué)組成、粒度配比、燒結工藝和燒結溫度等因素有關(guān)。我廠(chǎng)通過(guò)二十多年的不斷摸索和生產(chǎn)試驗，總結出了合理的筑爐打結工藝和烘烤燒結工藝，使爐齡大幅度上升，2T中頻爐干式打結爐襯的爐齡（經(jīng)一次中修）高達1258爐次，取得了顯著(zhù)的經(jīng)濟效益。
二．筑爐工藝：
2.1筑爐時(shí)去掉云母紙。
2.2對筑爐用水晶石英砂進(jìn)行如下處理：
2.2.1手選：主要去除塊狀物及其它雜質(zhì)；
2.2.2磁選：必須完全去除磁性雜質(zhì)；
2.2.3干式搗打料：必須進(jìn)行緩慢烘干處理，烘干溫度為200℃－300℃，保溫4小時(shí)以上。
2.3粘結劑的選用：用硼酐(B2O3)代替硼酸（H3BO3）作粘結劑，加入量為1.1%－1.5%。
2.4筑爐材料的選用及配比：
2.4.1筑爐材料的選用：應注意，不是所有SiO2≥99%的石英砂均可用作感應爐爐襯材料，重要的是石英晶粒大小，晶粒越粗大，晶格缺陷越少越好，（如水晶石英砂SiO2純度高，外表潔白、透明。）爐子容量越大，對晶粒的要求越高。
2.4.2配比：爐襯用石英砂配比：6－8目10%－15%，10－20目25%－30%，20－40目25%－30%，270目25%－30%。
2.5爐襯的打結：爐襯打結質(zhì)量好壞直接關(guān)系到燒結質(zhì)量。打結時(shí)砂粒粒度分布均勻不會(huì )產(chǎn)生偏析，打結后的砂層致密度高，燒結后產(chǎn)生裂紋的幾率下降，有利于提高感應爐爐襯使用壽命。
2.5.1干式打結爐襯（以2t中頻無(wú)芯感應爐為例）：線(xiàn)圈絕緣膠泥的應用：2t中頻無(wú)芯感應爐的感應圈涂覆有絕緣膠泥層。與感應路通常使用的絕緣材料云母、玻璃絲布等相比，使用線(xiàn)圈絕緣膠泥有如下好處:第一，烘干后，厚度為8－15mm的線(xiàn)圈絕緣膠泥層具有良好的絕緣性能，完全可代替云母和玻璃絲布，充當線(xiàn)圈和爐襯之間的絕緣保護層；膠泥材料的導熱系數較高，不必擔心相對較厚的膠泥層會(huì )影響熱面爐襯的三層結。第二，膠泥層位于線(xiàn)圈和保溫層之間，正常情況下，環(huán)境溫度很低（＜300℃，偶爾有金屬液接近其表面時(shí)膠泥層會(huì )釋放出少量殘余的水分，使絕緣電阻降低，系統提供早期報警。第三，利用膠泥本身高于1800℃的耐火度，當偶爾有金屬液滲漏到其表面時(shí)，膠泥能給線(xiàn)圈提供一層保護屏障，當出現報警時(shí)，膠泥層可提供一定的事故處理時(shí)間。第四，對帶有底頂出式的爐子而言，將膠泥制作成帶有錐度的形狀，避免了爐襯與線(xiàn)圈的摩擦，同時(shí)利用其強度對線(xiàn)圈進(jìn)行固定，避免了線(xiàn)圈在使用和建、拆爐過(guò)程中的變形，延長(cháng)了線(xiàn)圈的使用壽命。第五，線(xiàn)圈與膠泥層作為爐子的永火襯，雖一次性費用高，施工周期長(cháng)，但其使用壽命可以與線(xiàn)圈相同，也可進(jìn)行局部修補，因此就整體而言降低了筑爐成本。
? 干式打結爐襯前，首先在爐子線(xiàn)圈絕緣層內鋪設一層石棉板和一層玻璃絲布，鋪設時(shí)除手工平整壓實(shí)各層材料外，還要用彈簧圈上下繃緊，搗固石英砂時(shí)，自上而下逐個(gè)移動(dòng)彈簧圈，直至爐襯打結完畢。
2.5.2打結爐底：爐底厚約280mm，分四次填砂，人工打結時(shí)防止各處密度不均，烘烤與燒結后的爐襯不致密。因此，必須嚴格控制加料厚度，一般填砂厚度不大于100mm/每次，爐壁控制在60mm以?xún)?，多人分班操作，每?－6人，每次打結30分鐘換人，圍繞爐子緩慢旋轉換位，用力均勻，以免造成密度不均。
? 爐底打結達到所需高度時(shí)刮平，即可放置坩堝模。對此，應注意保證坩堝模與感應圈同心，上下調整垂直，模樣盡量與所筑爐底緊密結合，調整周邊間隙相等后用三個(gè)木楔卡緊，中間吊重物壓上，避免爐壁打結時(shí)石英砂產(chǎn)生位移。
2.5.3打結爐壁：爐襯厚度為110-120mm，分批加入干式打結料，布料均勻，填料厚度不大于60 mm，打結15分鐘（人工打結），直至與感應圈上緣平齊。在打結完后坩堝模不取出，烘干和燒結時(shí)起感應加熱作用。
2.6烘烤與燒結規范：為獲得爐襯的三層結構，烘烤和燒結工藝大致分為三個(gè)階段：
2.6.1烘烤階段：分別以25℃/h、50℃/h的速度將坩堝模加熱至600℃，保溫4h，目的是徹底排除爐襯中的水分。
2.6.2半燒結階段：以50℃/h升溫至900℃，保溫3h，以100℃/h升溫至1200℃，保溫3h，必須控制升溫速度，防止產(chǎn)生裂紋。
2.6.3完全燒結階段：高溫燒結時(shí)，坩堝的燒結結構是提高其使用壽命的基礎。燒結溫度不同，燒結層厚度不足，使用壽命明顯降低。
2T中頻無(wú)芯感應爐在烘烤過(guò)程中加入了約950公斤鐵料增強感應圈加熱作用，隨著(zhù)烘烤與燒結的持續進(jìn)行，通過(guò)低功率送電產(chǎn)生較為平穩的電磁力攪拌鐵水，是爐襯上下受熱均勻。嚴格控制石英砂三個(gè)相變區的溫度，促進(jìn)石英砂相變充分，提高了爐襯的首次燒結強度。
三．小結
? 對于中頻電爐爐襯的壽命，除保證獲得完整合理的三層爐襯外，還應注意平時(shí)的操作，筑爐是選用優(yōu)質(zhì)干凈的筑爐材料，合理配比，精心打結，科學(xué)烘烤與燒結規范，嚴格操作工藝，即可延長(cháng)爐子使用壽命。
? 對于中頻電爐爐襯的壽命，除保證獲得完整合理的三層爐襯外，還應注意平時(shí)的操作，筑爐是選用優(yōu)質(zhì)干凈的筑爐材料，合理配比，精心打結，科學(xué)烘烤與燒結規范，嚴格操作工藝，即可延長(cháng)爐子使用壽命。
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