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發(fā)表于 2008-9-20 08:34:30
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提高酸性感應(yīng)電爐爐襯壽命的實踐/ ?/ N: n. _, g
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1.感應(yīng)電爐爐襯的損毀機理4 h" ^# a* Z* O$ Y* [
感應(yīng)電爐爐襯的損毀主要是熔融金屬,、金屬氧化物,、熔渣的浸透和溫度應(yīng)力的作用造成的。感應(yīng)電爐的爐襯較薄,,爐襯中存在著較大的溫度梯度,,極易造成爐襯的開裂和剝落。當熔融金屬,、金屬氧化物或熔渣沿爐襯的裂紋滲透到縱深內(nèi)部時,,則發(fā)生:①熔融金屬發(fā)生氧化還原反應(yīng)或生成低熔點物質(zhì),致使爐襯遭到侵蝕或產(chǎn)生龜裂,、剝落,。②熔融金屬與耐火材料發(fā)生氧化反應(yīng),并伴隨著體積膨脹,,造成爐襯的膨脹而塌落,。③熔融金屬或熔渣對爐襯的沖刷侵蝕。
J4 r/ _- D/ p2.耐火材料的選用1 Q% X d2 H! b+ J2 E! y; S& ~! l
筑爐用耐火材料的性能直接影響著爐襯的使用壽命,。水晶石英砂具有較高的耐火度,,較小的膨脹系數(shù)以及較低的導(dǎo)熱性,,有足夠高的強度和化學穩(wěn)定性,能抵抗熔渣的侵蝕,,能承受加料時固體金屬爐料的沖擊和融化后液體金屬的靜壓力,,有較好的耐急冷急熱性,能反復(fù)承受金屬液融化的高溫以及出爐后的降溫過程,,其化學成分和使用性能如下表所示:
0 O6 K/ M) V9 V- i; \5 ]/ W: Z) c化學成分 SiO2 CaO Fe2O3+FeO Al2O3 軟化溫度 耐火度( u7 S. U7 L( O) q- f5 Z$ R2 R
數(shù) 值 99.89% <0.01% <0.004% <0.01% ≥1650℃ 1750℃: w% V! z2 P# b/ N4 S
3.粘結(jié)劑的選用
& e& A# u/ K# f( w; v3 t經(jīng)多次實驗,,我們選用硼矸(B2O3)作為粘結(jié)劑。B2O3熔點為577℃,,液相在耐火材料表面鋪展,,隨著溫度的升高,它能與耐火材料反應(yīng)形成粘度高,、表面張力大的低共融液相使粉狀耐火材料顆粒在高溫下粘結(jié)在一起而保持原有的形狀,,B2O3的加入量在耐火材料系統(tǒng)和爐子使用情況固定的前提下,一般應(yīng)取下限,。因為過多的B2O3不僅會降低坩堝正常三層結(jié)構(gòu)中有效層的厚度,,降低坩堝使用的可靠性,而且還會降低坩堝材料的耐火度,。
6 k! a+ S, h+ A* [4. 坩堝材料的配制
+ P5 A4 z! S+ ~/ {/ j% d @; G4 l; B①配制前,,對水晶石英砂進行磁選,除掉塊狀物及磁性雜質(zhì),,并對其進行緩慢烘烤處理,,烘烤溫度200℃-300℃保溫4小時以上。0 f2 I' D1 I: O
②坩堝材料的配比,。坩堝材料中粗細不同顆粒各起不同的作用,,粗顆粒起骨架作用,抗沖擊性,、抗渣性強,、高溫性能好,能改善爐子的融熱性能,。但太多,,打結(jié)密度小,在與金屬接觸的表面上,,難以形成穩(wěn)固完整的燒結(jié)層,,熱膨脹較大易引起爐襯的松散破裂。細顆粒用來填充粗顆粒之間的空隙,,增大接觸面積,,以得到較致密的爐襯。但細砂易燒蝕,,若含量過高,,耐火度及抗蝕性下降,,同時由于細砂表面活性大,形成的大量玻璃狀物質(zhì)與鐵液和爐渣反應(yīng),,促使爐襯過快侵蝕,。因此,應(yīng)根據(jù)爐子的大小及使用情況合理選擇配,。
& J3 ?8 L6 z3 [. I③嚴格按配比進行稱量,,工人攪拌必須反復(fù)攪拌50次以上,防止造成顆粒偏析,,增加局部侵蝕傾向,,同時降低爐襯破裂的危險。
" E1 ^. q$ v g( F( L3 P5 @5.坩堝的干式打結(jié). d$ Z% e8 r5 h# i* V7 [6 n
①坩堝模具的制作,。根據(jù)爐子的大小制作坩堝模具,,坩堝模外表面的焊縫必須用角磨機打磨平整,不得有突起,,防止出現(xiàn)局部過熱,,而在爐襯表面形成帶狀凹坑。坩堝模具周圍及底部相距100-150mm,,交錯排列鉆Φ5mm的透氣孔若干,。使用時,若有銹蝕必須進行酸洗除銹,,在用水沖洗干凈,,曬干后使用,或者進行拋丸處理,,以免使低熔點氧化物滲到爐襯內(nèi),。' S2 k8 M; T& l6 N
②干式打結(jié)爐襯前,首先按感應(yīng)圈的內(nèi)徑和爐圈的高度,,在感應(yīng)圈絕緣層內(nèi)鋪設(shè)一層石棉板和一層玻璃絲布,,鋪設(shè)時除手工平整壓實各種材料外,,還要用彈簧圈上下繃緊,。
7 {. n1 p2 E* y8 B1 m③爐底打結(jié),加入配好的耐火材料,,分四次加料,,按2噸爐子,每次約50kg,,一般填砂厚度不大于100mm/每次,,多人分班操作,每班四人,,每班打結(jié)30min換人,,圍澆爐子緩慢旋轉(zhuǎn)換位,,用力均勻,以免造成密度不均勻,,當爐底厚度搗到稍高于第一匝感應(yīng)圈時,,將坩堝模放入感應(yīng)圈中,放置時應(yīng)保證坩堝模與感應(yīng)圈同心,,上下垂直,,模樣盡量與所筑爐底石緊密結(jié)合,調(diào)整同邊間隙相符合,,周圍用三個木楔楔緊,,中間放生鐵壓緊避免打結(jié)爐襯發(fā)生移位。4 j, K& U% ?3 R2 Z/ R
④打結(jié)爐壁,,分批加入混好的筑爐材料,,布料均勻,填料厚度不大于60mm,,直至于感應(yīng)圈上緣平齊,,在打結(jié)后坩堝模不取出,在第一爐烘干和燒結(jié)時,,坩堝模起感應(yīng)加熱作用隨同爐料一起融化,。
2 q$ K" w% W- W5 h# Z6 h6.坩堝的燒結(jié)
* q0 Z! Q& z$ G C+ K2噸中頻爐烘烤過程中加入了約1200kg生鐵。增強感應(yīng)圈加熱作用,。隨著烘烤與燒結(jié)的持續(xù)進行,,通過低功率送電產(chǎn)生較為平穩(wěn)的電磁力攪拌鐵液,使爐襯上下受熱均勻,,嚴格控制石英砂相變充分,,提高爐襯的首次燒結(jié)強度。. _' c; c5 V+ }
①烘烤階段,。以25℃/h緩慢升溫,,目的是徹底排除爐襯中的水分,這時水蒸氣向外擴散,,當感應(yīng)圈和石棉布上出現(xiàn)白霜時,,說明爐襯的水蒸氣已全部蒸發(fā)完畢。低溫烘烤時,,水蒸氣的溢出速度不能太快,,以免砂礫中出現(xiàn)早期裂紋。坩堝容量越大,,越要降低升溫速度避免水蒸氣急速逸出,。再用50℃/h的速度將坩堝模加熱至600℃,保溫4h,在573℃時完成石英砂的第一次相變,,即β石英向α石英的轉(zhuǎn)變,,發(fā)生相變體膨脹約為0.82﹪,577℃時硼矸熔化與粉狀的水晶石英砂形成玻璃相,,使爐襯表面釉化,。
% l* b( B+ L' [' X( F2 X( T②半燒結(jié)階段。以50℃/h升溫至900℃保溫3h,,以100℃/h升溫至1200℃保溫3h,,870℃以上進行石英砂的第二次相變,α石英向α磷石英的轉(zhuǎn)變,,轉(zhuǎn)化速度很慢,,因膨脹量很大,必須控制升溫速度,,防止產(chǎn)生裂紋,。
5 g% n- _! z- n③完全燒結(jié)階段。高溫燒結(jié)時,,坩堝的燒結(jié)結(jié)構(gòu)是提高其使用壽命的基礎(chǔ),。燒結(jié)溫度不同,燒結(jié)層厚度不足,,使用壽命明顯降低,。以50℃/h升溫至1470℃保溫1h,1470℃時α磷石英轉(zhuǎn)變?yōu)棣练绞�,,發(fā)生第三次相變,,體積增大4.7﹪.
7 D2 h6 h: A; J( u7.使用與維護保養(yǎng) g6 c0 q! Y8 V1 b% |
①打結(jié)好的爐襯,應(yīng)立即烘烤,,最好連續(xù)生產(chǎn)1周以上,,讓其形成比較厚的燒結(jié)層,以抵擋冷卻收縮引起的拉應(yīng)力,。2 s$ H8 E+ z& ^+ ~( ^9 r% z! s
②新爐筑好以后,,加料時必須輕放,以免砸壞爐襯,,前幾爐熔煉時先在爐底加些的小回爐料,,然后再加生鐵,熔煉第一爐時,,最好往爐中加入0.5~1﹪的碎玻璃,,使坩堝模表面掛上一層釉石,保護爐襯,。5 f- n9 Y4 x0 |
③前幾爐熔煉時,應(yīng)使用無銹的清潔爐料,使用的前幾天,,金屬液面要高,,最好滿爐操作,讓爐襯完全燒結(jié),。
: x; x* {) B7 z$ k; u7 x. ~$ n④熔煉時應(yīng)勤觀察,,不得讓爐料搭棚和結(jié)殼,嚴禁爐渣封蓋液面,,要勤于扒渣,,避免熔渣沉積在爐壁上,如爐渣附著較多時,,可加入一些碎玻璃或石灰石除渣,。采用低溫熔煉、糊狀保溫,,臨出爐時提高溫度,,達到出爐溫度時即刻出爐。
$ Z6 r! z) q7 @! V* o- u⑤從冷爐開始熔煉時,,必須先低壓送電,,預(yù)熱爐料和爐襯,,防止爐襯急冷急熱時產(chǎn)生裂紋,。
- g/ \ J; a, D' a⑥出爐后要及時檢查爐壁,,爐底,若發(fā)現(xiàn)有黑斑,、黑點存在,,說明有孔洞存在或爐壁過薄,需要采取補救措施,。對于有空洞或過分侵蝕而損傷的部位,要進行熱補,。熱補前要鏟去待補部位的粘渣,,其后將混好的筑爐料填入,嚴禁在有損傷的坩堝內(nèi)熔煉鐵液,。9 f$ R ~8 d' N/ s* B2 o7 _7 {# X
⑦間斷開爐,,停爐時要出完鐵液,,蓋好爐蓋讓爐襯隨爐緩慢冷卻,,并適當減小冷卻水壓力,,否則冷卻過快會造成爐襯橫拉裂或多處出現(xiàn)裂紋而報廢,。當爐膛溫度降到200℃左右即可停冷卻水,。/ T& K$ B8 }# ~
⑧在爐子使用的中后期,,爐襯表面與渣中的氧化物經(jīng)常接觸,,發(fā)生高溫物理化學作用,使表面爐襯的結(jié)構(gòu)成分發(fā)生變化,。爐襯逐漸被腐蝕,,這時必須進行中修,,以延長爐襯的使用壽命。中修前開爐的最后兩爐鐵液應(yīng)采取高溫熔煉措施,,提高鐵液溫度,,使爐壁的掛渣或堆積的渣包能融化上浮,。必要時可加入適量碎玻璃以降低熔渣熔點,,以便于扒渣和鏟掉。為停爐后的中修奠定良好的基礎(chǔ),。
! B% @3 y! i* V# I+ s2 i9 y* t⑨被侵蝕爐襯的剝離,,由于長期融化鐵液形成的坩堝釉化層并有殘渣依附在上面時,,在進行中修前應(yīng)輕輕剝離,,不能使內(nèi)部爐襯及石棉板,、玻璃絲布受損,。盡量使各部位見到新茬,。清理干凈后,,涂刷硼酸水溶液,,加混好的筑爐料搗實。+ o( j7 y7 v% g
8.使用效果/ ~5 s9 G, u9 X8 ?1 e2 }+ Y
按照以上方法筑爐,、溫爐,,可以取得良好的效果,經(jīng)過一次中修多次小修,,熔煉球鐵,,爐襯平均壽命為960爐,熔煉高鉻鑄鐵爐襯平均壽命為550爐,,熔煉低合金鑄鐵爐襯平均壽命為630爐,。 |
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