中頻爐熔煉技術(shù)交流

1、(鑄造公司黑色金屬交流會 劉樹龍目 錄1、 中頻爐特點及主要技術(shù)參數(shù)2、 中頻爐筑爐工藝3、 中頻爐新爐襯啟熔工藝4、 中頻爐冷爐及冷爐啟熔工藝5、 中頻爐爐襯耐火材料使用壽命情況6、 中頻爐熔煉工藝7、 我廠中頻爐應(yīng)用存在的問題(鑄造公司黑色金屬交流會劉樹龍第一部分 中頻感應(yīng)電爐基礎(chǔ)1. 1感應(yīng)電爐的基本原理法拉第在 1831年就發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象:當(dāng)通過導(dǎo)電回路所包圍的面積的 磁場發(fā)生變化時,此回路中會產(chǎn)生電勢,此種電勢稱為感應(yīng)電勢,當(dāng)回路閉合 時,則產(chǎn)生電流。感應(yīng)電爐都是用交流電產(chǎn)生交變磁場,處在這個交變磁場中的金屬內(nèi)部則 產(chǎn)生交變的感應(yīng)電勢與感應(yīng)電流。感應(yīng)電流的方向與爐子感應(yīng)線圈中的電

2、流方 向相反。在感應(yīng)電勢作用下,被加熱的金屬表面層產(chǎn)生感應(yīng)電流。電流流動時,為 克服金屬表面層的電阻而產(chǎn)生焦耳熱。感應(yīng)電爐就是利用這個熱量使金屬加熱熔化。1. 2中頻感應(yīng)電爐的特點在感應(yīng)爐內(nèi),被熔化的金屬由于受到電磁力的作用,產(chǎn)生強烈的攪拌力, 這是感應(yīng)電爐的特點。在爐子內(nèi),電磁攪拌的作用有助于金屬爐料和合金迅速熔化,鐵水化學(xué)成 份和溫度均勻。如果電磁攪拌力過大,使金屬表面旋速過高,金屬液強烈流動, 沖刷爐襯,使?fàn)t襯侵蝕加快,同時還使鐵水氧化。這一點操作時非常重要。設(shè) 計時已限制電磁攪拌作用在一定范圍值內(nèi)。這就要求在不生產(chǎn)時,限定鐵水量, 限定送電功率。1. 3鑄造一廠灰熔車間中頻感應(yīng)電爐的主

3、要技術(shù)參數(shù)爐子有效容量:8噸額定中頻感應(yīng)功率:6000KW熔比率:10t/h逆變器輸出電壓:2800-3000V逆變器輸出額率:200-280HZ變壓器輸入電壓:10KV進水壓力:0.6Mpa進水溫度: 35第二部分 中頻感應(yīng)電爐筑爐工藝 2. 1耐火材料明細表主要成份%序號 應(yīng)用部位 產(chǎn)品名稱Al 2O 3SiO 2 體積密度使用溫度上限用量 t1 爐 襯 MINRO -SILMAM10012.15 16502 爐 口(封口料 -VBE 88A 85.95.92.72 17603 爐體結(jié)構(gòu) 86.14.84 線圈漿料 4.95 維修用料 MIN -ALPLASTIC A7867.325.76

4、 爐 嘴 MIN -ALPLASTIC A7667.325.77 爐蓋澆注料 MINO -FIRECASTF8053.239.28 滑動平面料 MINRO -WEA VE CLOTH 或云田紙耐火材料常備 2爐份料 , 維修用料常備 1-2T 。以上材料為聯(lián)礦提供。2. 2主要筑爐工具振實搗固主要用具馬丁振動器 (氣動 : 工作氣壓:0.6 Mpa 以上 由于壓縮空氣系統(tǒng)壓力不夠, 現(xiàn)使用一臺增壓泵,壓力可達 0.8 Mpa六齒搗固叉:圓型搗固頭:月牙型搗固頭:搗固工具連接鐵管:熱電偶、多點溫度記錄儀2. 3筑爐前準備工作2. 3. 1中頻感應(yīng)電爐的檢查及調(diào)試爐子的機械系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)

5、、水冷系統(tǒng),必須在筑爐前調(diào)試完 好,并做無爐襯冷態(tài)試驗。報警裝置信號設(shè)定好報警值。排除爐子運行中可能 出現(xiàn)的意外故障。2. 3. 2模具準備模具制做嚴格按圖紙要求驗收,模具表面要打磨光滑,表面進行除銹處理。 2. 3. 3啟熔準備工作準備啟熔塊:3-5T ,小塊干凈的廢鋼、生鐵、小塊干凈的回爐料。2. 3. 4熱電偶:鉑-銠鉑 LB ,溫度范圍 0-1500長度:2.5m , 2m , 1.5m 各一根(按標(biāo)準型號配備 ,多點溫度記錄儀:1臺。 補償導(dǎo)線若干米 (與熱電偶配套 。 鐵管或角鋼:3根, 2m,1.5m,1m 各一根。 2. 3. 5耐火材料準備按每次所需要更換的耐火材料進行準備。

6、絕大多數(shù)都是更換爐膛耐火材料。 主要是:爐襯料:1001;爐口料:88A ;爐嘴料:A76;滑動平面料(云母紙 。 2. 3. 6泄漏蛛網(wǎng)準備泄漏蛛網(wǎng)按圖紙要求制做 2套,準備氧氣橡膠管:長 200, 16根2. 4爐襯耐火材料打結(jié)施工2. 4. 1檢查爐底環(huán)、爐口環(huán)、線圈耐火材料是否完好,頂出塊是否完好, 如有裂紋、裂縫等缺陷要修補好或更換。2. 4. 2清除爐內(nèi)垃圾,吹凈表面塵土。2. 4. 3用 A76料修筑出鐵口與扒渣口,按型狀打結(jié)成型,料表面扎若干 孔,以利氣體排出,并用干料將排氣孔表面密合?？咨疃纫?40 50mm 。 2. 4. 4安裝爐底泄漏蛛網(wǎng)。先將融離表料鋪好,將爐子側(cè)斜

7、一定角度,爐 內(nèi)留一人將不銹鋼棒由預(yù)留孔穿出爐底,將泄漏蛛網(wǎng)固定完好。2. 4. 5爐底鋪料 80-120/層,用搗固叉由深至淺均勻叉四遍,第一層 爐底搗固后,將表面刮松,深度達 10以上,再加入下批爐底料,打最后一層 爐底料前要將泄漏蛛網(wǎng)不鋼絲用膠管套好。直至打結(jié)到高出爐底標(biāo)準尺寸高度 20-30。2. 4. 6將安裝好氣動振動器的振動底板用吊車小心吊放到電爐底部。調(diào)節(jié)氣閥 使氣動振動器正常工作,此時應(yīng)觀察到振動底板明顯地敲擊底部爐襯材料。爐 底振動時間約為 10分鐘。期間應(yīng)數(shù)次交替變換氣壓,改變振動頻率,以求獲得 整個爐底的振實效果。提起振動底板時要邊低速開動氣動振動器,邊小心緩慢提起振動

8、底板,以免突然快速提起時出現(xiàn)真空抽吸現(xiàn)象。刮出高出爐底標(biāo)準的多余高度爐料,目地是防止?fàn)t料偏析,將模具底部耐 火材料打出水平光面,將爐墻一圈刮松。2. 4. 7鋪裝爐墻滑動平面襯(云母紙或陶瓷纖維,接縫用不干膠帶粘接平 整。爐口上用重物壓牢,與爐底接觸四周用料壓好 。2. 4. 8下模具,將調(diào)整模塊分三點 120°安放好。將打磨除好銹的模具平 穩(wěn)地座在爐底料上。爐口與模具上口找正,四周尺寸相同,用斜木板塊三點固 定或用鐵板焊接固定。模具上口用專用封口板封好,防止?fàn)t料掉入模具內(nèi)。 2. 4. 9安放好下料漏斗篩,投料時篩出包裝袋等雜物,均勻地投入 100-120爐墻料,用搗固叉叉實尖排氣

9、四遍,將表面刮松,再投入爐料循環(huán)搗固叉 實、振實,直至填至封爐口料高度。2. 4. 10投入封爐口料,工作程序如上條,封爐口料要填至爐口法蘭。特 別要注意打結(jié)好與爐嘴、扒渣口的連接。2. 4. 11模具內(nèi)安裝馬丁或電動振動器。振動時間按用振動器不同,振動 時間不同, 先將振動器安裝在模具下部, 振動 20分鐘, 再將振動器安裝在上部, 再振動 20分鐘,邊振動邊補充爐襯材料。振動時要補加封爐口料至爐口法蘭口 同高,防止?fàn)t料偏折。2. 4. 12振實完成后,刮去多余料,爐口法蘭下要留出 10-15膨脹縫, 修好爐嘴與扒渣口過渡。拆除振動器及支架。第三部分 新爐襯啟熔工藝3. 1安裝啟熔用熱電偶3

10、. 1. 1將三根熱電偶按底、中、上三個位置安放好,用鐵管或角鋼做好熱 電偶保護,以便啟熔鐵料熔化前取出熱電偶,熱電偶重復(fù)使用。3. 1. 2熱電偶用補償導(dǎo)線連接至多點測溫儀上,多點測溫儀與計算機連接 好。3. 2裝料3. 2. 1吊入啟熔塊,啟熔塊與模具之間用小塊回爐料盡量填實,啟熔塊填 至 1/2以上高度位置。3. 2. 2按首爐爐料配比再加入生鐵、回爐料、廢鋼爐料、填至滿爐。料塊 應(yīng)使用小塊、干凈、無銹、無砂土。3. 3安裝天然氣燒嘴3. 3. 1天然氣噴嘴安裝在扒渣口及爐嘴處。點燃天然氣,烘烤扒渣口及爐 嘴。3. 4啟動啟熔工作3. 4. 1從計算機中調(diào)出新爐啟熔工藝, 輸入啟熔命令,

11、 啟熔工作自動進行。 3. 4. 2啟熔工藝曲線室溫 100/h 1100 保溫 4小時 1100升溫 100/h 爐料熔化后以< 3. 4. 4 1100保溫結(jié)束后,取出熱電偶,此后爐子自動控制將爐料熔化, 鐵料熔化時,要觀察爐料,隨時補加爐料,注意觀察不要“搭棚” 。將鐵水液面 熔化至最高位置。3. 4. 5高溫?zé)ū睾?按熔化工藝調(diào)整后直接用于生產(chǎn)。3. 5新爐啟熔注意事項3. 5. 1新爐啟熔只有經(jīng)過高溫?zé)Y(jié)后,才能形成良好的燒結(jié)層,燒結(jié)層溫 度要高于熔煉鑄鐵溫度 40-60(超過 1500以上,不準超過 1600 ,高溫 燒結(jié)時間 2-3小時,長時間高溫?zé)Y(jié)也會使?fàn)t襯侵蝕。因

12、此,高溫?zé)Y(jié)時間與 溫度都要嚴格控制。3. 5. 2啟熔爐料要進行嚴格排選。銹蝕帶有刑砂、芯砂油污等不干凈爐料 嚴禁使用。3. 5. 3新爐襯最初 6-8爐要安排熔化含 C 量較低的鑄鐵生產(chǎn),首爐嚴禁 加增 C 劑。3. 5. 4新爐襯燒結(jié)完成后,應(yīng)立即投入生產(chǎn),要連續(xù)熔化 3-5天,充分 使?fàn)t襯燒結(jié)。以上各條注意事項,對爐襯使用壽命有較大影響,要特別注意。第四部分 冷爐、冷爐啟熔工藝4. 1冷爐4. 1. 1中頻感應(yīng)爐在非生產(chǎn)時是允許將爐子冷卻下來, 生產(chǎn)時再重新啟熔, 恢復(fù)生產(chǎn)。4. 1. 2目前,中頻感應(yīng)電爐存在著兩種冷卻方法。一種是在生產(chǎn)最后一個 班次,鐵水全部倒空后,爐內(nèi)加入滿爐鐵料

13、,蓋好爐蓋,靠鐵料自然吸熱,緩 慢放熱使?fàn)t子冷卻下來。另一種方法是,處理完鐵水后,用壓縮空氣或風(fēng)機直 吹爐子耐火材料急驟冷卻下來。前一種方法冷卻耐火材料裂紋較深、較寬,比 較集中,重新冷爐啟熔時,耐火材料裂紋彌合較差,容易造成鐵水鉆入耐火材 料中,使用過程中造成耐火材料剝落,后一種冷卻方法裂紋較細小、較多、無 規(guī)律,重新啟熔進,裂紋彌合較好。我廠根據(jù)聯(lián)礦廠家建議,采用急冷(后一種方法,在拆除爐襯時也采用 此種方法。4. 1. 3冷爐時具體操作方法是:用一根 6” 鐵管彎成“”型,用膠管接 到壓縮空氣上,將此管伸到爐膛直徑 1/3處,鐵管下部至爐膛 2/3-1/2深 度,打開壓縮空氣冷卻。4.

14、1. 4爐膛冷卻時,所有冷卻水正常供應(yīng),爐膛溫度低于 100時,可以 將冷卻水關(guān)小或停水,冬季停爐時不準停水,防止水結(jié)凍、凍裂水管等問題。 4. 1. 5停爐多長時間需要冷爐?目前無法做統(tǒng)一規(guī)定。停產(chǎn)在兩天以內(nèi)以 儲存鐵水保溫為宜,停產(chǎn)兩天以上可以進行冷爐。4. 2冷爐啟熔工藝4. 2. 1冷爐啟熔的好壞,直接關(guān)系到爐襯耐火材料的使用壽命。因此各操 作者必須嚴格執(zhí)行冷爐啟熔工藝。4. 2. 2爐內(nèi)按新爐熱電偶安裝要求,安裝好熱電偶。4. 2. 3爐內(nèi)放入啟熔塊、放入時要小心、平穩(wěn)放入,減少對耐火材料的沖 擊,啟熔塊周圍填入小塊干凈的回爐料,啟熔塊加到爐 1/2-2/3高度后,加 入生鐵、廢鋼至

15、上冷卻環(huán)下沿,按冷爐啟熔工藝曲線啟熔。4. 2. 4冷爐啟熔各準備工作完成后,從微計算機調(diào)出或輸入冷爐啟熔工藝 曲線,輸入啟熔命令,啟動送電系統(tǒng),開始啟熔。4. 2. 5冷爐啟熔工藝曲線 出注:最高溫度比鐵水出爐溫度高出 40-60,但不能高于 16004. 2. 6啟熔過程中要用煤氣對爐口冷環(huán)進行同步升溫。4. 2. 7 1560保溫結(jié)束后,調(diào)整鐵水后用于生產(chǎn)。第五部分 爐襯耐火材料壽命及爐襯拆除5. 1爐襯耐火材料使用壽命5. 1. 1爐襯使用壽命,應(yīng)達公司與聯(lián)礦都建議熔化 150-200爐次。 5. 1. 2爐襯使用壽命受各種因素影響1、啟熔時上下點與中點溫差過大;2、沒有控制好燒結(jié)工藝

16、曲線溫度;3、高溫?zé)Y(jié)差、時間短、急于出爐;4、冷爐啟熔次數(shù)過多,啟熔曲線溫度控制差,鐵料在裂紋沒彌合前熔化鉆 鐵;5、熔化時溫度過高(超過 1600 ;6、熔渣對爐襯的侵蝕;7、爐子啟熔時(新爐 ,熔化含 C 量高鐵水;8、新爐熔化沒有達到足夠的燒結(jié)層而冷爐等因素。5. 2爐襯壽命的判斷5. 2. 1初期使用嚴格按熔化爐次執(zhí)行,由 150爐次起,通過積累經(jīng)驗逐步 提高到 200爐次。5. 2. 2觀測爐膛直徑變化判斷,爐墻被侵蝕掉局部 1/2,全部 1/3,應(yīng) 拆除。5. 2. 3觀測爐子冷卻水溫度,以新爐襯的回水溫度為準,同一送電功率, 同鐵量,溫差超過 30,應(yīng)注意觀察耐火材料。5. 2

17、. 4觀測送電功率變化,送電功率與新爐襯比功率變化較大時,應(yīng)注意 觀察耐火材料。5. 2. 5爐底泄漏報警,爐襯壽命達到極限。5. 2. 6爐襯使用壽命的判斷,需要長期的積累經(jīng)驗,每次拆爐襯后都要對 爐襯使用情況進行分析,以確定最佳爐襯使用壽命。5. 2. 7判斷爐襯使用壽命的原則:爐襯的使用壽命必須有足夠的安全使用 系數(shù),不能單純地追求使用壽命,要考慮爐子使用的安全性,寧過剩,勿冒險。特別是爐襯完全燒結(jié)沒有松散層,將造成拆爐困難,嚴重時將損壞線圈。 5. 2. 8 接地泄露以第三、四爐熔化的數(shù)字為基準數(shù)。以后測量數(shù)與此對 比。如上升較大,同時爐子熔化爐次達到 100爐次以上時,拆爐時觀察松散

18、層, 經(jīng)過一定經(jīng)驗積累達到一個較理想的數(shù)據(jù)。5. 3爐襯拆除操作規(guī)程5. 3. 1爐襯急冷后,拆除爐嘴,扒渣口,爐口(深 500 ,注意保護爐 口環(huán)及泥漿料不被破壞。5. 3. 2將爐體翻至 90°,爐下部用專用槽鋼支好,防止回落,爐上部同 時用槽鋼支好,防止?fàn)t襯推出時將爐子撅起來。5. 3. 3爐前放好垃圾箱,用于接爐襯。5. 3. 4將爐襯頂出機構(gòu)與爐底連接好,連接好液壓管路。5. 3. 5啟動液壓泵,頂出機構(gòu)緩慢加力,將爐襯頂出,頂出 2/3時要減 慢速度,保護好爐底頂出塊。5. 3. 6爐襯頂出機構(gòu),只要推出桿已將爐襯推動,就不準在沒有完全推出 舊爐初前,退回推出桿,退回頂出

19、桿,將造成推出塊脫開掉下來,而無法再進 行頂出工作。5. 3. 7舊爐襯推離爐殼時,注意不要將推出塊推出爐殼,要用天車將推出 塊吊出。5. 3. 8吊出推出塊,退回頂出桿,拆下頂出機構(gòu),爐子臨回原位。第六部分 中頻感應(yīng)電爐熔煉工藝6.1. 中頻爐熔煉的特點中頻感應(yīng)電爐適用于熔化各種牌號鐵水,滿足各種成份、溫度的鐵水,滿 足各種鐵水的性能要求。有很好的適應(yīng)性。由于中頻爐調(diào)整成分比較方便,所以工藝對鐵水成分范圍的要求應(yīng)更窄, 以使鑄件性能更加穩(wěn)定。具體范圍可根據(jù)鑄件種類劃分為多個“牌號” 。或?qū)€ 別鑄件定制特殊的成分要求。由于中頻爐電源功率很大,所以提溫能力也很強,可以對不同鑄件給出不 同的溫度

20、范圍來滿足鑄件的要求。6.2中頻爐鐵水配料原則:由于合金元素補加相對容易,盡量使原始配料成分等于或略低于目標(biāo)成分, 以便在首次化驗后進行補加合金的調(diào)整。若鐵水某項成分超出目標(biāo), 進行調(diào)整時需加入大量的鐵料 (廢鋼、 生鐵或回爐料進行稀釋,將增加鐵水總量,同時使其它元素也發(fā)生較大變化,帶 來連鎖反應(yīng)。所以無論是配料、調(diào)整都不益超出鐵水成分上限。超出鐵水 成分目標(biāo)值,調(diào)整時將非常困難。6.3鐵水溫度控制原則為:只要能滿足機械性能和澆注溫度,就盡量降低鐵 水出爐溫度,以保證耐火材料壽命。鐵水在保溫不出爐時,鐵水溫度保持在 1350±5。6.4回爐料中如帶入砂子, 對爐襯侵蝕違害較大, 同時還易造成搭棚的可能, 所以回爐料必須經(jīng)過清砂處理?；貭t料應(yīng)根據(jù)不同牌號分別堆放,回爐料使用 QT450嚴,不許用其它種回 爐料。灰鐵一般可用其它任一種,但應(yīng)注意比例。合金鑄鐵(例如奧貝球鐵、 QT550使用自身產(chǎn)生的球鐵回爐料最經(jīng)濟?？?以使合金元素的收得率較高。6. 5配料中頻感應(yīng)電爐配料由熔化工進行配料計算,并把結(jié)果