提高感應(yīng)電爐爐齡實用技術(shù)

1、提高感應(yīng)電爐爐齡實用技術(shù)電爐爐襯的使用壽命對于需要連續(xù)大規(guī)模生產(chǎn)的冶金、鑄造企業(yè)來說具有重大意義。我公司使用無芯感應(yīng)酸性爐襯電爐(先是15 t工頻爐，后為2 t、3 t中頻電爐)熔煉灰鐵和球鐵鐵液，爐襯壽命平均達到400次以上，最高達到620爐(按總出鐵量除以電爐額定鐵液容量計算)。達到電爐的高爐齡是一個系統(tǒng)工程，必須做好以下各方面的工作。1 筑爐前期工作  包括水冷、感應(yīng)線圈、磁軛、支撐膠木、絕緣涂料、耐火膠泥的檢查和處理。11 要求  各個部件之間必須連接穩(wěn)固，通電元件之間必須部件本身無隱患、保持規(guī)定的距離，通水元件本身及連接無滲漏；通電線圈上必須無

2、多余金屬殘留物且涂刷專用線圈涂抹料(絕緣材料)；線圈內(nèi)側(cè)圓周之間必須要涂抹專用耐火膠泥，耐火膠泥在線圈內(nèi)部形成的柱(錐)面必須光滑，不允許出現(xiàn)凸凹點、在線圈每匝之間形成良好的連續(xù)填充；凡涂抹料、耐火膠泥在筑爐前必須干燥，可以自然停留2448h晾干，也可以晾干12h后置人坩堝模小功率10kW左右烘烤12h烘干。1.2 目的  達到盡量減少因為爐體的絕緣(膠木發(fā)煙、匝間短路和感應(yīng)線圈吸附鐵豆)、漏電、爐體內(nèi)圓柱(錐)面影響爐襯自然收縮產(chǎn)生裂紋等意外事故，而導致的必須或者難以判斷的停爐、拆爐。2 筑爐工序  包括筑爐準備工作、筑爐操作兩個步驟。21 筑爐準備工

3、作211 筑爐工具  一般要用到以下三種工具：耘松叉、搗固叉、搗固錘和通用的連接棒、電振動器等。(1)耘松叉：因為并排幾個鐵齒較短(一般常為4050mm)、較細且端部較尖，主要用于把加入坩堝四周的爐襯材料耙勻并預(yù)叉實，在加入后一層爐襯材料之前把前一層筑好的爐襯上表面耘松約20mm。  (2)搗固叉：一是要求齒的分布形狀與坩堝圓周仿形，便于叉到坩堝模的邊沿部位；二是叉齒的長度應(yīng)比較適中，達到電振動器傳輸沖量到前一層與本層的交接處又不至于影響效率，取100120mm的齒長較合適。  (3)電振動器：拉法基樂法耐火材料(上海有限公司)和美國

4、聯(lián)礦生產(chǎn)的電振動器性能卓越，比一般的氣動、手動筑爐振動效果好得多且效率高；另外，樂法提供的不用叉、錘，在坩堝壁上三個振動點的新式電振動器更具有效率極高、爐襯整體均勻優(yōu)質(zhì)的特點。212 坩堝模  額定3 t以內(nèi)一般為56 mm的A3鋼分段焊接而成。15 t以上的電爐坩堝模一般是在燒結(jié)階段被熔化，因為這個規(guī)格以上的坩堝模即使加大斜度也難以拔出，即使拔出也很可能拉裂爐壁，烘烤燒結(jié)效果(特別是均勻性)比不上熔掉坩堝模，否則將得不償失。另外其結(jié)構(gòu)特點將對爐襯壽命有直接影響。  (1)坩堝模主體圓周：這一段可以根據(jù)線圈處內(nèi)面耐火膠泥層的形狀(爐襯推出式一般從爐底至爐

5、口有一定便于爐襯推出的斜度)，保持一定爐襯厚度而讓坩堝此段隨形，也可以以保證最薄位置的安全厚度將此段做直。根據(jù)使用中此段的侵蝕狀況而將坩堝此段在電爐廠家規(guī)定的坩堝圓周尺寸上每邊縮小10 mm15 mm。(2)坩堝模高度的確定：一般認為，底部爐襯厚度以達到高過最下面一匝感應(yīng)線圈為基準，但是在實際過程中應(yīng)充分考慮以下因素：熔化效率、熔煉材料、中工頻爐的爐襯侵蝕部位。一般情況下生產(chǎn)灰鐵或者球鐵的中頻爐的爐底侵蝕不大(大約3050 mm)，可以按壓著最下面一匝感應(yīng)線圈上沿為準，而工頻爐的爐底侵蝕比較嚴重(往往達到100 mm以上)，這就要求將工頻爐的爐底比同規(guī)格的中頻爐爐底爐襯厚50100 mm，整個

6、坩堝模的高度應(yīng)為爐底爐襯上平面至爐沿平面垂直高度距離加上高過爐沿平面約50 mm的高度，這個高度有利于后面的滿爐鐵液燒結(jié)爐襯，具體高度以不影響合上爐蓋準。  (3)轉(zhuǎn)角處的尺寸和形狀：這是至關(guān)重要的。因為灰鐵、特別是球鐵在高溫(1 5001 550)下此處易產(chǎn)生“大象腳”侵蝕，而且此處的耐火膠泥層直徑也較小，所以此處是可能穿爐的“薄弱環(huán)節(jié)”。這個地方的轉(zhuǎn)角應(yīng)該平緩，轉(zhuǎn)角梯度由一次改為不低于二次，而整體爐襯應(yīng)該加厚是一個基本方向。  (4)鉆排氣孔和底部形狀：在坩堝模底及側(cè)壁上應(yīng)按200300 mm的間距鉆出呈菱形分布的小孔，這有利于烘烤階段爐襯材料中水分

7、的排出和增大電阻，提高發(fā)熱烘烤效果?？椎闹睆皆? mm左右較好，太小則排氣效果不好，太大則導致筑爐時爐襯材料從孔中大量噴人。坩堝模底部平面不能向內(nèi)凹進，最好水平，要么由中心向外凸出1 mm左右，以免筑爐后底部有氣隙和結(jié)構(gòu)性應(yīng)力導致烘烤燒結(jié)時“底爆”。  (5)其余：焊縫必須打磨光滑不留銳角；坩堝的外圓尺寸公差及同心度嚴格限制在5 mm以內(nèi)；備用坩堝模應(yīng)在使用前除銹。213 筑爐材料  這里指的是爐襯材料，熔煉灰鐵、球鐵鐵液一般選用二氧化硅為骨料配粘結(jié)劑硼酸等的酸性爐襯。材料的好壞是決定爐襯壽命的第一要素，對此有以下要求。  (1)用量

8、不大的可以自己配制石英砂成分為：SiO2>99，CaO<05，  MgO<05，   FeO<05，   Al2O3<05，     H2O<05。  配方  目數(shù)：68、1020、4070、200及以下；比例：分別為30、20、30、20。  另外加入2022未潮解的過篩硼酸；對上部(感應(yīng)線圈最上面一匝平面以上)“爐領(lǐng)”爐襯材料最好適量加入模數(shù)在2228的水玻璃。  混制：首先對

9、石英砂進行磁選，再把各種目數(shù)的石英砂按以上配比加入，用鐵鏟翻轉(zhuǎn)均勻；按以上配比加入硼酸，再翻轉(zhuǎn)均勻，最后用手再次搓勻。混制爐領(lǐng)爐襯材料時硼酸加入量取下限，與水玻璃同時加入并翻轉(zhuǎn)均勻和用手搓揉，水玻璃的加入量以硅砂的粉塵全部變潮、手捏不成團為準。否則，加入過多爐領(lǐng)處易開裂。  (2)用量較大且需要連續(xù)生產(chǎn)時最好選取專業(yè)爐襯材料廠配制好的“干打料”。對此作以下說明。  供應(yīng)商和爐襯材料種類、牌號的選擇：外國廠家有聯(lián)礦(天津)、拉法基樂法(上海)等，國內(nèi)廠家有沈陽力達等；需要什么種類和牌號的材料只需要提供給供應(yīng)商所在單位熔煉合金種類、最高使用溫度等參數(shù)即可。&

10、#160; 對供應(yīng)爐襯材料的使用前檢查：一般庫存量夠用即可，以防爐襯材料回潮；使用前必須檢查是否回潮結(jié)塊，否則要么停用，要么將潮濕料僅僅用于修筑爐嘴，否則容易導致爐襯局部裂紋、剝落。拆開袋后的爐襯材料要求經(jīng)過磁選，對非石英質(zhì)的其它雜質(zhì)也盡量選出；對材料的種類、牌號等應(yīng)在使用中適時調(diào)整。3 筑爐操作31 耐火、絕緣材料的鋪設(shè)  對內(nèi)部涂有耐火膠泥的特別是拆爐襯為推出式的，建議先鋪設(shè)一層云母板，再鋪一層石棉板；對非以上情況的，鋪設(shè)兩層石棉板、一層云母板，其中云母板置于兩層石棉板之間，要求云母板、石棉板的接頭應(yīng)在50100 mm，且接頭應(yīng)相互錯開；云母板、石棉板與線圈內(nèi)

11、側(cè)(或者耐火膠泥層)之間必須伸展、緊貼；云母板、石棉板必須用張緊圈張緊，特別是在爐口部位必須箍緊，不得留下讓異物(特別是鐵屑)掉入的隱患。32 倒砂、撥勻  將經(jīng)過磁選的爐襯材料用塑料或者木質(zhì)瓢沿環(huán)狀的爐襯區(qū)倒人，盡量均勻；再用耘松叉將爐襯材料沿環(huán)狀的爐襯區(qū)拔平并預(yù)緊實，每次倒人的爐襯材料以撥平、預(yù)緊實后比前一層增高不超過120mm為準；耘松叉應(yīng)在再次倒人爐襯材料前將上一批的已打結(jié)爐襯上面耘松20 mm深。33 打結(jié)  先用搗固叉，每次都應(yīng)爭取讓搗固叉的叉齒扎到此層與上一層的交界處，搗固叉主要是通過向下傳遞沖量將爐襯材料中的空氣排除，從而達到爐襯材料的緊

12、實；當搗固叉難以下扎時就換用搗固錘，搗固錘的打擊平面要求下一個要壓著上一個的1312，直到回彈有力打不動為止。用叉和錘都應(yīng)離開石棉板而貼近坩堝模并沿著環(huán)狀爐襯區(qū)旋轉(zhuǎn)打結(jié)；這樣有利于避免將石棉板打破為碎屑造成穿爐隱患，又可讓爐襯在徑向方向形成從內(nèi)到外逐步降低的緊實度梯度，并且在圓環(huán)每個同心圓的各點緊實程度均一。在打結(jié)轉(zhuǎn)角處時應(yīng)格外注意，一是爐襯材料最好按每層80100mm加料，二是應(yīng)該將搗固叉、錘適當偏斜，確保能打結(jié)該處坩堝模附近區(qū)域的爐襯材料。34 筑爐其它注意事項  確保整個筑爐過程中爐襯及耐熱、絕緣材料中不掉入任何雜物(特別是鐵質(zhì)材料)，否則應(yīng)該予以清除；坩堝模水平放置

13、在爐內(nèi)正中的前提下，根據(jù)電爐的侵蝕、出鐵時輻射烘烤主要在后面爐襯的情況，建議坩堝模向前面移動5 mm左右。4 烘烤、燒結(jié)  這是爐襯壽命的關(guān)鍵之一。應(yīng)制訂烘烤、燒結(jié)工藝，并用熱電偶、溫度數(shù)字顯示儀進行監(jiān)控。烘烤、燒結(jié)應(yīng)注意以下控制要點。41 烘烤和初期燒結(jié)階段的加料特點  通常工頻爐需要加入起爐塊，大約為電爐額定容量的2030，起爐塊的四周與坩堝模內(nèi)壁留515 mm的間隙；而中頻爐不必加入起爐塊，只需要加入的爐料塊小、密實、干燥無銹。在底下金屬沒有熔化之前，一般可將爐內(nèi)加滿爐料，在金屬開始熔化后小批量的每次加入50200 kg爐料(視電爐規(guī)格定)，直到最

14、后金屬液面離爐沿50100 mm。42 烘烤、燒結(jié)階段的升溫特點  總的原則是“低溫階段慢升溫，持續(xù)時間長”，燒結(jié)階段溫度要比平時最高出鐵溫度高5080左右，燒結(jié)時間保溫23h。低溫階段900以前升溫速度為12min，這有利于爐襯材料中水和晶間水的逸出，在900左右保溫23 h后石英穩(wěn)定發(fā)生相變；否則，升溫過快將導致石英急劇相變，內(nèi)應(yīng)力過大將導致以后爐襯開裂、剝落，急劇降低爐襯壽命及使用安全。高溫燒結(jié)做到位，有利于在爐襯的徑向上從內(nèi)到外形成各占13厚度的燒結(jié)層、過渡層、松散層，這樣爐襯既有一定抗高溫侵蝕性能，又有較好的強度和韌性。43 其它  烘烤、燒結(jié)

15、使用爐料盡量少用，避免長時間用高碳質(zhì)爐料在過高溫度下熔煉，這將加大爐襯的侵蝕，因為將發(fā)生以下反應(yīng)：C+SiO2CO2+SiQ，高溫有利于吸熱反應(yīng)的進行。為使坩堝表面形成一定厚度的耐侵蝕的燒結(jié)釉質(zhì)層，應(yīng)在烘烤前向爐內(nèi)投入510 kg的石英玻璃碎屑；新爐開始使用的前7、8爐鐵液建議每次出鐵1513左右，有利于對爐襯的保護和進一步完好燒結(jié)。5 使用維護  良好的使用方法對爐襯壽命也很重要。以下要點應(yīng)予以注意。51 加料、出鐵  要求爐料的塊度不得太大，爐料小批量多批加入，不能蓬料，減少爐料對爐壁、爐底的沖擊。爐內(nèi)留的鐵液在不影響交界材質(zhì)和加料不飛濺的情況下應(yīng)適

16、當多些，避免鐵料直接撞擊爐底。每次出鐵后電爐應(yīng)平放，減少爐內(nèi)鐵液對后壁的輻射烘烤和重力對整體爐壁的不均勻作用。52 “冷凝金屬起熔”  為減少爐襯因為反復驟熱驟冷的熱疲勞導致開裂，往往連續(xù)開爐對爐襯壽命的延長是相當重要的，但是由于突發(fā)性事件導致電爐停電，爐內(nèi)的鐵液冷凝后重新啟爐的情況難以避免。對此，提出以下要求。  (1)在爐內(nèi)金屬頂部沒熔穿之前必須將爐體合上爐蓋并向前傾斜15°左右，以低于電爐的保溫功率開始送電。  (2)在冷凝金屬沒有軟化之前不得提高功率，因為此時升溫太快將導致金屬的膨脹嚴重超過爐襯的膨脹而導致金屬凝塊將

17、爐襯拉裂，最終導致穿爐等嚴重事故；金屬冷凝軟化后可以將功率升到保溫功率左右，直到冷凝金屬上面的金屬殼被下面的液體金屬熔穿，此時可將爐體放平，以較高的功率升溫熔化。53 保護爐領(lǐng)措施  爐領(lǐng)在加料和扒渣中經(jīng)常受到磕碰易于損壞，對其應(yīng)加以防護，在爐沿上加一個鑄鐵做的隨形防護壓圈是一個較好措施。要求此壓圈螺栓固定在爐沿鋼板上，底部不得壓著爐襯上部，因為爐襯在燒結(jié)階段要向上膨脹，可以提前在筑爐時讓最后一層上平面低于爐沿2030 mm，這樣壓圈既不妨礙爐襯的上下自由伸縮，又起到了對爐領(lǐng)部位良好的防護作用。54 隨時掌握爐況  熔煉人員必須注意爐襯的侵蝕、裂紋狀況，估計到爐襯壽命的中后期時，甚至應(yīng)倒空鐵液停爐檢查。同時看電爐最高熔化功率和電流，以及鐵液翻動情況。55 補爐  通常情況下除非是專門停爐對電爐進行中、大修，一般情況下中頻爐是不進行小修補爐的(嚴重的大象腳腐蝕，難以熱補或者補后爐襯易脫落上浮)。工頻爐主要腐蝕爐底、鐵液翻動頻率低，所以