中頻爐爐襯筑爐工藝

1、中頻感應熔煉爐筑爐工藝和烘爐工藝筑爐工藝跟爐襯材料和熔煉爐容量及實際操作各有不同。但是關(guān)鍵的環(huán)節(jié)是：材質(zhì)的正確選擇，顆粒配比、添加劑、結(jié)合劑的選擇與使用數(shù)量、打結(jié)前的準備工作以及打結(jié)操作工藝等。合理的粒度配比可以使坩堝的氣孔率最小，致密性最高、燒結(jié)性好和耐激冷激熱性好。用于制作坩堝的耐火材料一般分為粗顆粒、中顆粒和細顆粒三種。在選擇配比時，要考慮坩堝大小、打結(jié)方法及燒結(jié)工藝等因素；打結(jié)料的顆粒配比、熔煉爐的容量和打結(jié)壁厚度見表打結(jié)料顆粒配比及其作用序號顆粒度（mm）所占比例（%）作用1.粗顆粒（26）所占全部料的總重的2025骨架作用，抗沖刷作用2.中顆粒（0.52）所占全部料的總重的2530

2、填充粗顆粒之間的縫隙，增加堆積密度，改善坩堝的燒結(jié)性能，提高坩堝強度3.細顆粒（0.5）所占全部料的總重的4050確保坩堝燒結(jié)性能，燒結(jié)網(wǎng)絡(luò)的連續(xù)性，使坩堝具有良好的致密性。熔煉爐的容量和打結(jié)壁厚度的關(guān)系熔煉爐容量（T）0.50.533爐壁厚度mm（0.20.25）d（0.150.2）d（0.10.15）d注d 為爐體直徑在打結(jié)坩堝時，所使用的耐火材料需要加入添加劑，如硼酸（）、鹵水（）、水玻璃（）等。其目的是改善耐火材料的燒結(jié)性能，降低燒結(jié)溫度，提高燒結(jié)質(zhì)量，有些耐火材料需要提高抗拉強度，還必須加入微量的不銹鋼纖維或者是碳化硅纖維。鎂砂的燒結(jié)溫度為1750，石英砂的燒結(jié)溫度是1450，加入量

3、為打結(jié)料的0.8%1.5%左右的硼酸后，硼酸加熱分解，以形式存在于耐火材料中。在溫度到達10001300時與鎂砂中的和等形成低熔點化合物（,熔點1200；,熔點1142；,熔點1342；）使鎂砂燒結(jié)溫度降低，改善了燒結(jié)條件，提高了燒結(jié)質(zhì)量，硼酸還可以調(diào)節(jié)坩堝體積的變化率，時爐襯裂紋傾向性減小。硼酸除了對耐火材料燒結(jié)層有良好的效果，對其中燒結(jié)層可以起到使坩堝和感應線圈之間有一層松軟的過渡帶，不僅會緩沖體積變化，同時也可以緩解內(nèi)應力，使裂紋引起的漏爐事故減少。當使用鎂鋁尖晶石（）材料時，加入硼酸，可降低尖晶石形成溫度，促進尖晶石形成，因而改善了燒結(jié)質(zhì)量，提高了坩堝的耐壓強度，在含氧化鎂（）92%，

4、氧化鋁（）8%的打結(jié)料中加入料重1.2%的硼酸后，改善了燒結(jié)質(zhì)量，使坩堝的耐壓強度也增加了12倍。但是硼化物表面活性大，對鎂質(zhì)耐火材料也有不利之處，所以硼酸的加入量不宜過多，要適量調(diào)整。通過了解硼酸加入到耐火材料中的性能可以知道添加劑在筑爐工藝中的作用，而且比需要掌握加入量的大小比例。筑爐方法從耐火材料的配比混合形態(tài)分為干式打結(jié)和濕式打結(jié)筑爐兩種；干式打結(jié)是指在干燥的打結(jié)爐襯材料中加入干燥的黏結(jié)劑，經(jīng)攪拌后進行。濕式打結(jié)是指在干燥的打結(jié)爐襯材料中加入水、水玻璃、鹵水、或硼酸水溶劑等黏結(jié)劑進行攪拌后打結(jié)。筑爐方法從操作方法上分為手工（人工）打結(jié)筑爐法、電動振錘筑爐法和電動筑爐法及氣動錘擊筑爐法等

5、，人工筑爐只適于小噸位（1.5噸以下）感應熔煉爐的筑爐電動氣動等機器筑爐適用于大噸位感應熔煉爐的筑爐。 1、爐襯的打結(jié)工藝步驟(1)、準備打結(jié)所用工具、配制打結(jié)料及其他所用材料；（2）、準備坩堝模。（坩堝模的制作要考慮較好的幾何形狀和外殼強度，外表力求光滑無銹跡，坩堝模的斜度為1:10，隨熔煉爐容量不同，坩堝模厚度一般為412mm。為了保證筑爐搗擊致密，大容量的熔煉爐的坩堝模可分為23段。為了便于烘爐時爐襯內(nèi)部氣體和水汽的排出，在坩堝模周圍均勻鉆有25mm的排氣孔。）（3）、鋪設(shè)隔熱絕緣層；即坩堝壁與感應圈內(nèi)壁之間的填充物，其材料一般為云母紙、石棉板和玻璃絲布等；在鋪設(shè)之前，應徹底清除感應線圈

6、表面灰塵和附著物，有漏爐報警裝置，應按要求同時鋪設(shè)。用膨脹圈脹緊，要使絕緣層緊貼在感應圈上，鋪設(shè)的材料應避免橫向搭接縫隙，縱向搭接應在100mm左右，并保證互相鋪開、鋪平、壓緊。（4）、人工打結(jié)或機器打結(jié)；打結(jié)爐襯的厚度要控制在要求范圍。 5.32爐襯的打結(jié)工藝（以人工打結(jié)為例）、采用薄層加料，搗筑叉要能從上層搗到下層，避免層間出現(xiàn)分層；、通常一層鋪料厚度約為80100mm，以后每層均為4050mm，最高可高出爐底2030mm。用平錘打?qū)嵑螅侔讯嘤嗟牟糠昼P除掉，并保持爐底水平；、加料盡量低倒，并分散鋪平，不能成堆，以免物料發(fā)生偏析；、搗打是垂直向下一插到底，但不能把絕緣層和隔熱層穿透，搗打先

7、重后輕，下落點均勻，以保證打結(jié)致密；、搗筑順序是先邊緣后中心，有次序逐排打結(jié)，直到搗筑時有反挫力為準，打結(jié)后爐襯的體積密度應不小于2.6g/cm2（堿性爐襯）；第一層打結(jié)時間約為60min，以后每層不少于3040min；、最好連續(xù)打結(jié)，若有中斷，必須用塑料不覆蓋，再次打結(jié)時，應將表面刮除，然后耙松加料再打結(jié)；、在搗筑過程中，每次加料前，要測量坩堝底的高度，方法是在爐口上方平放木條，從打結(jié)料層向爐口測量，最后一次的測量位置應剛好是安放坩堝模的高度；、安放坩堝模。安放是一般采用定位法和測量法，使坩堝模中心嚴格固定在感應器線圈的中心軸線上，以保證坩堝壁的厚度盡可能的均勻。、搗筑坩堝壁是必須注意：在坩

8、堝底部與坩堝壁交界處（即爐底與爐壁的拐角），是坩堝最薄弱的環(huán)節(jié)，此處的厚度較大，散熱差，搗筑時要特別細心，其他部位的搗筑也應仔細。搗筑也需使其盡可能致密。、修筑爐口和爐嘴時，可用水玻璃作為結(jié)合劑，使其快速成型。用適量的硼酸水、水玻璃與打結(jié)料混合，濕度要合適，能用手捏成團即可，先在已打好的爐口上涂上適量的玻璃水，然后用填筑混合料，用錘打?qū)?。通常爐口和爐嘴應修成內(nèi)地外高的斜面，以防金屬液外溢。電動或機器筑爐程序和要求基本一樣，只是代替了人工搗筑爐料，節(jié)省了人力。但也必須細心，不能錯過每一個環(huán)節(jié)。搗筑也要致密，圍繞進行，打結(jié)方向要靠近內(nèi)模。內(nèi)重外輕。其配料和加料等都與人工筑爐相同。2、爐襯的烘烤和燒

9、結(jié)（即烘爐工藝）烘爐和燒結(jié)時爐襯獲得優(yōu)良高溫性能的一個重要環(huán)節(jié)，在爐襯的打結(jié)完畢后即可進行烘爐和燒結(jié)，其目的是充分排出爐襯中的水分，并使硅砂充分均勻變相，最后在高溫下燒結(jié)成具有高強度的密實的陶瓷表面。這一環(huán)節(jié)也會影響爐襯的使用壽命。爐襯的烘烤和燒結(jié)應遵循低溫緩慢烘烤、高溫滿爐燒結(jié)的原則，烘烤燒結(jié)時可加首批金屬料，并盡量減少金屬爐料之間的縫隙。以100/h（對于大于15噸的熔煉爐升溫速度應85/h）的升溫速度達到10001100并保溫26（對于大于15噸的熔煉爐保溫時間應4h）小時，繼續(xù)以100/h的升溫速度使金屬爐料熔化量達到90%，再以220/h的升溫速度達到正常金屬爐料溫度的50后保溫二小

10、時后達到正常需要的溶液溫度倒出爐。烘爐和燒結(jié)工藝受到熔煉爐容量和金屬材料的要求各有不同。一般按熔鐵的工藝步驟烘爐和燒結(jié)。烘爐和燒結(jié)的測溫應用熱電偶進行，熱電偶在坩堝模或熔模的上中下三個部位安裝備以測量。燒結(jié)溫度不超過1600.（1）、爐襯的烘爐工藝注意事項：、烘爐前要對冷卻水系統(tǒng)、傾爐系統(tǒng)、控制回路及各種標記進行檢查核對；、烘爐時一定要加入一定數(shù)量的金屬爐料，約為爐膛的70%左右，以保證溫度升降的均勻性；、盡可能選用無銹的爐料，以減少爐渣，大料裝在四周，小料裝在中心的原則在升溫過程逐步加料；、烘爐要采取低功率、慢升溫，送電前要先通冷卻水，熔煉鋼鐵升溫速度為100/h（對于大于15噸的熔煉爐升溫

11、速度應85/h）至800900；、爐襯溫度到達1000以上時，改用50%的供電功率，使坩堝模和爐料換慢升溫，爐料緩慢熔化，以減小沖刷作用。、熔液高于50，保持12小時，使爐襯均勻燒結(jié)，第一爐烘爐燒結(jié)時間應不低于正常工作的23倍時間進行。最好連續(xù)熔化23爐才能完成整個燒結(jié)過程。若是燒結(jié)溫度低，保溫時間不夠，冷卻后爐襯容易開裂?？傊鏍t時應遵循分級調(diào)壓送電、低溫緩慢烘烤、高溫緩慢燒結(jié)，初始加爐料應清潔。以下為列簡單說明：、2T鑄鐵熔煉爐的烘爐時間和烘爐方法：初次送電，送3min，停15min，保持4h，電源功率120150kW：4h后，送5min，停20min，保持2h，電源功率120150kW

12、；6h后送10min，停40min，保持8h，電源功率100120kW；14h后送20min，停60min，保持8h，電源功率100120kW；22h后不間斷送電，保持8h，電源功率100kW；30h后化滿鐵水，保持8h，電源功率200kW；38h后開始低溫燒結(jié)，保持5k，溫度在1350左右；43h后，開始高溫燒結(jié)，保持5h，溫度在1450,；48h后出鐵水，溫度不低于1300；出爐前2h加7公斤左右碎玻璃。、烘爐溫度曲線舉例爐襯的烘爐和燒結(jié)工藝舉例表（烘爐和燒結(jié)時間總計39小時）溫度區(qū)間/升溫速度/h溫度×保溫時間室溫15025150×2#215

13、;2h50060060-600900100900×2h900150080（15001550）×2h3、成型爐襯成型爐襯指的是以各種不定形的耐火材料混合配制而成，采用爐外預制成型的方法制作的爐襯。適用于中頻熔煉爐熔化各類黑色金屬及有色金屬及有色合金的爐襯。適用于2T以下爐襯的制作。成型爐襯成型的方法有：等靜壓法、澆鑄-振動法、逐層填料-逐層壓實法；其工藝流程如下：選料配方 充分磁選 粒度級配 添加結(jié)合劑 均勻拌料 模內(nèi)成型 升溫脫落 窯內(nèi)焙燒 自然干燥 檢驗入庫。成型爐襯的形狀為上端開口，中間空心，下部實底的圓柱形，其結(jié)構(gòu)及力學性能如下：、 成型爐襯的外壁與外底面為直角，方便

14、與施工，安裝易緊實；、 成型爐襯的向內(nèi)的側(cè)壁厚度由上至下逐漸增厚，有針對性的抵抗由上至下的逐漸增大的熔液靜壓力。、 成型爐襯的內(nèi)壁與底部結(jié)合部分為弧連接，圓角半徑大、結(jié)構(gòu)預應力增強，更適宜承受熱膨脹是的側(cè)壁外擴與熔液向下的靜壓力聯(lián)合作用的“撕裂作用”。、 成型爐襯的底部較厚實，更適應于承受熔液的正向靜壓力。成型爐襯和感應器線圈之間在使用時需要增加安全爐襯（也稱為外襯），一般為未燒結(jié)層，能保護感應線圈的安全。同時具有傳遞電磁能量、均勻散熱的功能。成型爐襯和密度較低的安全爐襯的結(jié)合也稱為復合爐襯；安全爐襯一般用干式打結(jié)法施工。其材料采用多級顆粒的配比，如石棉布、水玻璃、結(jié)合劑（1%的硼酸或硼酐）、

15、搗筑料，結(jié)合劑；步驟是先安裝成型爐襯、搗筑安全爐襯。爐嘴和爐口采用傳統(tǒng)方法制作。4、中頻感應熔煉爐爐襯的維護和保養(yǎng)（1）、熔煉爐的爐襯維護和保養(yǎng)、當爐襯壁出現(xiàn)縱向裂紋時，應采取緩慢升溫方法，是裂紋彌合后在進行熔煉；、當爐襯壁出現(xiàn)橫向裂紋時，按實際情況在裂紋內(nèi)填上細粉耐火材料，進行加熱熔化。、當爐襯底倍侵蝕，可用爐襯料修補，修補后用金屬爐料覆蓋，低功率熔化一段時間再開滿功率。冶煉結(jié)束后短時間不用時，應在爐口覆蓋石棉板或其他保溫措施，讓其緩慢冷卻；長時間不開爐，在使用時應緩慢升溫；（2）、熔煉爐的爐襯壽命的提高措施、用于第一爐次烘爐和燒結(jié)的爐料選用不銹和干凈的金屬爐料；、清除回爐料上的型砂及附著物

16、，以防爐襯結(jié)瘤；、加厚渣線部分燒結(jié)層，及時出渣，在爐料過熱前應先除渣一次；、盡量縮短爐襯在高溫時的工作時間，爐料較少時應減小輸入的電源功率；、不超過爐襯耐火材料的坐高溫度區(qū)間工作。、安裝爐體或重新打結(jié)爐襯后應保證各個部件之間的安裝穩(wěn)定性和緊固性；、重新打結(jié)爐襯綜合考慮耐火材料性能選料；、按正確的筑爐工藝筑爐操作，加料操作禁止直接加入大塊料，減少棚料發(fā)生；附：如何提高熔煉爐爐襯壽命的筑爐工藝技術(shù) 無芯感應爐爐襯的高溫性能主要取決于所用耐火材料的物理、化學性能及礦物組成，在原輔材料選定的前提下，燒結(jié)工藝是使爐襯獲得良好顯微組織結(jié)構(gòu)以充分發(fā)揮其耐高溫性能的的關(guān)鍵工序。爐襯燒結(jié)的致密化程度與耐火材料的

17、化學組成、粒度配比、燒結(jié)工藝和燒結(jié)溫度等因素有關(guān)。我廠通過二十多年的不斷摸索和生產(chǎn)試驗，總結(jié)出了合理的筑爐打結(jié)工藝和烘烤燒結(jié)工藝，使爐齡大幅度上升。1.筑爐時去掉云母紙。2.對筑爐用水晶石英砂進行如下處理：2.1手選：主要去除塊狀物及其它雜質(zhì)；2.2磁選：必須完全去除磁性雜質(zhì)；2.3干式搗打料：必須進行緩慢烘干處理，烘干溫度為200300，保溫4小時以上。3.粘結(jié)劑的選用：用硼酐(B2O3)代替硼酸（H3BO3）作粘結(jié)劑，加入量為1.1%1.5%。4.筑爐材料的選用及配比：4.1筑爐材料的選用：應注意，不是所有SiO299%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。4.2配比：爐襯用石英砂配比：68目10%15%，1020目25%30%，2040目25%30%，270目25%30%。5.爐襯的打結(jié)：爐襯打結(jié)質(zhì)量好壞直接關(guān)系到燒結(jié)質(zhì)量。打結(jié)時砂粒粒度分布均勻不會產(chǎn)生偏析，打結(jié)后的砂層致密度高，燒結(jié)后產(chǎn)生裂紋的幾率下降，有利于提