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感應爐爐襯的使用壽命影響著爐齡,爐齡的長短直接影響著爐子的生產率、生產成本和生產周期,所以如何延長爐襯的使用壽命是需要考慮的問題。
一、爐襯材料對爐子壽命的影響
襯里材料的選擇須符合熔融金屬的性質,還應考慮其價格。
用石英砂+2%硼酸作爐襯,冶煉高鉻鑄鐵、中低合金鑄鋼和高合金耐熱鑄鋼。實踐證明,由于燒結二氧化硅爐襯是主爐墻,其強度較低,難以承受靜壓、熱侵蝕和熔融金屬補縮帶來的沖擊,爐襯容易早期失效。另外,熔融金屬的溫度和熔煉保溫的溫度不能適應石英砂的耐火度,使爐襯容易被侵蝕剝落,爐齡只有20爐。
采用50%冶金鎂砂+50%電熔鎂砂+2%硼酸作為爐襯,具有良好的耐高溫侵蝕性,但耐急冷急冷性差,膨脹收縮大,易造成裂紋和爐磨損,爐齡一般在40爐左右。
采用廠家生產的鎂質成型爐襯,便于搗打和烘爐燒結。因為是高壓壓制而成,所以密度高,抗沖擊、抗侵蝕性好。但在使用時,爐襯容易出現各種水平和垂直的裂解劑裂紋,在間歇開爐時更為突出。裂縫出現后,很難修復。一般爐齡在50爐左右。
用鎂鋁尖晶石搗打爐襯,平均爐齡可達120~150爐或更長。
適用于用w(Al2O3) 8505%,w(MgO) 14%,其它材料0.5%搗打燒結爐爐襯,熔煉碳鋼、合金鑄鐵和鑄鐵。燒結爐襯由75.5% w(Al2O3)、22% w(MgO)和2.5%其它材料搗制而成,適用于冶煉不銹鋼、低合金鋼和低碳鋼等堿性鐵合金。當W(Al2O3)為83.5%,w(MgO)為13.5%,其他材料為3%時,適用于熔煉中性和堿性金屬。
Al2O3和MgO材質的好壞直接影響爐齡,中剛玉和電熔鎂砂Z好。燒結爐爐襯用鎂鋁尖晶石和鋁鎂尖晶石搗實,爐齡相同。
二、打結工藝對筑爐的影響
選擇填料后,確定干式或濕式夯實、填料類型、砌塊成分、粘合劑、焊劑等。,然后確定夯實工藝。
(1)筑爐常用的工具有杵(平耙、齒耙)、撬、鏝、錘(有柄,視操作大小而定),不用鐵(鋼)具,用木、石具,主要是防止鐵屑和器皿與爐料混在一起。鐵屑混入電爐爐襯后,爐襯中鐵的熔化、凝固、膨脹和收縮會使爐襯開裂。
中小型電爐用上述工具搗制。中大型電爐搗固采用手動電爐筑爐工,爐底氣動振動器,雙錘氣動錘。
(2)搗固所有爐料,使爐襯不斷經受酸性、中性或堿性過程,Z好先進行磁選,防止鐵混入爐襯。
(1)中小型電爐爐襯,按要求拌料均勻,逐層搗實。
(2)中大型電爐爐襯,采用手動電爐筑爐機、底部氣動振動器、雙錘氣動錘逐層搗實爐墻,自下而上。
坩堝排放噴嘴的結構與爐襯略有不同。
(3)燒結過程采用不同的爐料,如石英砂(SiO2 _ 2)、剛玉(al2o 3)、氧化鎂(MgO)或各種混合耐火材料;鎂鋁尖晶石、鋁鎂尖晶石和粘合劑。爐襯打結后自然干燥,烘烤燒結須遵循耐火材料的特性和理化反應要求。
(4)異形坩堝在市場上購買。由于供應商原裝耐火材料的質量差異,不同的搗壓工藝和焙燒工藝,影響使用壽命。有50爐、100爐、120爐以上(僅用于冶煉鑄鐵),使用壽命差別較大。當然也包括安裝使用的影響。
三、冶煉操作過程的影響
(1)爐襯的性質(酸性、中性和堿性)應與熔合金的性質相匹配。比如一些中小型工廠,感應爐是硅質爐襯,但出于生產需要,偶爾會熔化高錳鋼鑄件,所以鋼水中的MnO(堿性)會腐蝕爐襯中的SiO2(酸性),縮短爐襯的使用壽命。
(2)開爐方式影響爐襯壽命。三班制比兩班制壽命長,兩班制比單班制壽命長。熔融金屬的總噸位也有決定性的影響。
如果是二氧化硅內襯,SiO2 _ 2是不良導熱體,內襯內部存在很大的溫度梯度。內襯的橫截面上分布著燒結層、過渡層和疏松層。雖然搗制燒結良好,但在頻繁的冷熱交替、膨脹收縮下,使用壽命會急劇縮短。
(3)熔化溫度和高溫保溫時間對爐襯壽命的影響溫度越高,保溫時間越長,爐襯壽命越短。特別是如果爐襯長時間保持在超過耐火度的高溫下,爐襯的侵蝕和剝蝕會很嚴重,使用壽命會更短。從SiO _ 2+2c-Si+2co的反應可知,熔融金屬中w(C)越高,w(Si)越低,爐襯的腐蝕損失越嚴重。熔煉球墨鑄鐵時,w(C)高于灰鑄鐵,而w(Si)較低,熔化溫度較高,因此爐襯壽命縮短較快。
(4)滲碳劑的影響主要是滲碳劑的質量和成分、冶煉工藝和加入的廢鋼對爐襯壽命的影響。滲碳石墨對鐵混合物在爐壁上的粘附和吸附也有影響。
結渣反應對爐襯壽命的影響
(1)造渣合金帶來的雜質影響及對策。
FeO、Fe3O4:生銹的廢鋼(鐵)和硅質(SiO2 _ 2)內襯生成低熔點鐵橄欖石,腐蝕內襯。應使用處理后的干凈廢鋼。
SiO2 _ 2、Al _ 2O _ 3和CaO:殘留的熔渣冷凝物,在熔煉過程中與爐襯反應,腐蝕爐襯。排渣后應及時清除除渣器。
MnO:與爐襯反應生成低熔點產物,爐壁液面線侵蝕尤為嚴重。錳鐵合金應該在后面加入。
鐵錳氧化物:在低溫下能與二氧化硅反應。硅襯里應避免熔化高錳鋼。SiO2 _ 2、Al _ 2O _ 3、Na _ 2O:不純的回收料易形成高熔點熔渣,使爐墻結瘤,粘附在爐襯上,難以清理。應添加干凈的返回電荷(滾筒處理)。
MgO:富鎂渣,球墨鑄鐵,形成象腳侵蝕。應該控制球墨鑄鐵中重熔鐵的量。
鋅、鉛:鐵中的有害元素,與爐襯反應時能腐蝕滲透,低溫時影響烘爐。加入廢合金鋼時,應注意原生鐵中的元素含量,以便熔煉灰鑄鐵。
②造渣劑。
造渣劑種類繁多,成分各異,因此需要選擇與熔煉合金相匹配的造渣劑。常用的有碎玻璃或碎玻璃加石英砂(4:1)。碎玻璃隔絕氣體效果好,不溶解液態氣體,熔融溫度時粘度高;不宜單獨使用,否則容易粘爐壁。
酸性渣中應加入含CaO、石灰石粉、CaF2和螢石粉的造渣劑除渣。
維護的影響
(1)開爐后,爐頂須蓋鋼(鐵)板或厚石棉板,使坩堝緩慢冷卻。否則爐頂朝天,冷風吹,爐襯忽冷忽熱,就像正火一樣,影響爐襯結構,縮短使用壽命。出鐵口和蓋板之間的縫隙用耐火磚、型砂和耐火泥密封。
②爐襯的修補。冶煉廠須經常檢查爐襯的腐蝕狀態(冷或熱)和裂紋面的清潔度,測量并記錄坩堝在不同高度的直徑變化,特別是爐襯壽命中后期時,要停爐空爐檢查,同時看電爐的Z高熔化速度、電流和熔融金屬翻滾情況。由于熔煉過程中的化學和物理侵蝕和沖刷,內襯會逐漸變薄。內徑變大,意味著內襯的壁厚會變薄。如果變薄到一定程度(即壁厚減薄1/3左右),就要修爐或停爐重新啟動。如果出現局部損壞,可停爐修理,防止漏爐。只有及時修復才能延長使用壽命。
A.局部侵蝕損傷的修復。爐襯裂紋(線)不大于2mm,無需修補,可在高溫熔煉狀態下閉合。超過2mm的深裂紋、爐底和爐(墻)的燒蝕和剝落、凹陷和凹坑需要修補。修復后的混合物與打結的材料相同。先將破損處被鐵水和熔渣浸過的表層剝離,將修補處的殘渣清理干凈,形成燕尾形凹坑,然后用石英砂混合物填充(修補爐料的粒度配比與打結襯料相同,硼酸含量可稍有增加),浸入水玻璃中(有條件可使用干粉水玻璃),搗實并磨平表面, 在修復面上壓一塊合適的鋼板,以250攝氏度/小時的速度緩慢加熱,5小時后投入熔煉。
B.大面積脫皮修復。爐底用圓形鐵板,填充的混合物表面需要用爐壁的鐵撐水平壓住。1250℃前后,升溫速率為150~200℃ /h,然后以60%額定功率升至1550℃,2~3h后可投入正常熔煉,否則修復處修復電荷剝落。
C.燃燒器的局部修理。熔渣侵蝕、沖擊或操作不當會損壞噴嘴(嘴)。出鐵時,觀察爐壁與爐口連接處有無裂紋或裂縫。這里的問題容易造成鐵水泄漏,影響報警電極的工作,須及時修復。修補時,將浸入爐襯表層的鐵水和熔渣清除,套上合適的鋼圈,用原打結水口的爐料進行順利修補。爐襯工作一段時間后,為了加強修補后的爐料與燃燒器爐襯的結合力,在爐襯裸露的斷口上刷一層硼酸水,然后加入爐料,將燃燒器打結,建成燃燒器。之后可以適當加熱零件,投入燒結使用。當噴嘴部分裂紋較深,甚至上下殼分離時,此時應重新打結噴嘴部分。
總之,為了提高感應爐爐襯的使用壽命,應嚴格遵守電爐操作規程。熔爐的結構直接影響坩堝組件。應注意爐襯材料(堿性、中性、酸性)與冶煉合金的匹配,以及顆粒料的厚度、搗打工藝(工具和操作)、燒結工藝,使爐襯有燒結層、過渡層和未燒結疏松層,冶煉操作工藝(不超溫、快速冶煉、快速及時造渣、除渣、滲碳操作等。)應嚴格遵守。如果可能的話,Z好對鋼材進行加熱,但不能加到熾熱的紅光中,以免氧化。還要嚴格檢查管理措施,多角度延長襯砌壽命。