中频炉熔炼技术交流

中频炉熔炼技术交流
⽬录
1、中频炉特点及主要技术参数
2、中频炉筑炉⼯艺
3、中频炉新炉衬启熔⼯艺
4、中频炉冷炉及冷炉启熔⼯艺
5、中频炉炉衬耐⽕材料使⽤寿命情况
6、中频炉熔炼⼯艺
7、我⼚中频炉应⽤存在的问题
第⼀部分中频感应电炉基础
1．1感应电炉的基本原理
法拉第在1831年就发现了电磁感应现象：当通过导电回路所包围的⾯积的磁场发⽣变化时，此回路中会产⽣电势，此种电势称为感应电势，当回路闭合时，则产⽣电流。

感应电炉都是⽤交流电产⽣交变磁场，处在这个交变磁场中的⾦属内部则产⽣交变的感应电势与感应电流。

感应电流的⽅向与炉⼦感应线圈中的电流⽅向相反。

在感应电势作⽤下，被加热的⾦属表⾯层产⽣感应电流。

电流流动时，为克服⾦属表⾯层的电阻⽽产⽣焦⽿热。

感应电炉就是利⽤这个热量使⾦属加热熔化。

1．2中频感应电炉的特点
在感应炉内，被熔化的⾦属由于受到电磁⼒的作⽤，产⽣强烈的搅拌⼒，这是感应电炉的特点。

在炉⼦内，电磁搅拌的作⽤有助于⾦属炉料和合⾦迅速熔化，铁⽔化学成份和温度均匀。

如果电磁搅拌⼒过⼤，使⾦属表⾯旋速过⾼，⾦属液强烈流动，冲刷炉衬，使炉衬侵蚀加快，同时还使铁⽔氧化。

这⼀点操作时⾮常重要。

设计时已限制电磁搅拌作⽤在⼀定范围值内。

这就要求在不⽣产时，限定铁⽔量，限定送电功率。

1．3铸造⼀⼚灰熔车间中频感应电炉的主要技术参数
炉⼦有效容量：8吨
额定中频感应功率：6000KW
熔⽐率：10t/h
逆变器输出电压：2800－3000V
逆变器输出额率：200－280HZ
变压器输⼊电压：10KV
进⽔压⼒：0.6Mpa
进⽔温度：≤35℃
第⼆部分中频感应电炉筑炉⼯艺
耐⽕材料常备2炉份料,维修⽤料常备1－2T 。

以上材料为联矿提供。

2．2主要筑炉⼯具振实捣固主要⽤具马丁振动器(⽓动)：⼯作⽓压：0.6 Mpa 以上由于压缩空⽓系统压⼒不够，
现使⽤⼀台增压泵，压⼒可达0.8 Mpa 六齿捣固叉：圆型捣固头：⽉⽛型捣固头：捣固⼯具连接铁管：热电偶、多点温度记录仪
2．3筑炉前准备⼯作
2．3．1中频感应电炉的检查及调试
炉⼦的机械系统、液压系统、电⽓系统、⽔冷系统，必须在筑炉前调试完好，并做⽆炉衬冷态试验。

报警装置信号设定好报警值。

排除炉⼦运⾏中可能出现的意外故障。

2．3．2模具准备
模具制做严格按图纸要求验收，模具表⾯要打磨光滑，表⾯进⾏除锈处理。

2．3．3启熔准备⼯作
准备启熔块：3－5T，⼩块⼲净的废钢、⽣铁、⼩块⼲净的回炉料。

2．3．4热电偶：铂－铑铂LB，温度范围0－1500℃
长度：2.5m，2m，1.5m各⼀根（按标准型号配备），多点温度记录仪：1台。

补偿导线若⼲⽶（与热电偶配套）。

铁管或⾓钢：3根，2m,1.5m,1m各⼀根。

2．3．5耐⽕材料准备
按每次所需要更换的耐⽕材料进⾏准备。

绝⼤多数都是更换炉膛耐⽕材料。

主要是：炉衬料：1001；炉⼝料：88A；炉嘴料：A76；滑动平⾯料（云母纸）。

2．3．6泄漏蛛⽹准备
泄漏蛛⽹按图纸要求制做2套，准备氧⽓橡胶管：长200㎜，16根
2．4炉衬耐⽕材料打结施⼯
2．4．1检查炉底环、炉⼝环、线圈耐⽕材料是否完好，顶出块是否完好，如有裂纹、裂缝等缺陷要修补好或更换。

2．4．2清除炉内垃圾，吹净表⾯尘⼟。

2．4．3⽤A76料修筑出铁⼝与扒渣⼝，按型状打结成型，料表⾯扎若⼲孔，以利⽓体排出，并⽤⼲料将排⽓孔表⾯密合。

孔深度要求40—50mm。

2．4．4安装炉底泄漏蛛⽹。

先将融离表料铺好，将炉⼦侧斜⼀定⾓度，炉内留⼀⼈将不锈钢棒由预留孔穿出炉底，将泄漏蛛⽹固定完好。

2．4．5炉底铺料80－120㎜／层，⽤捣固叉由深⾄浅均匀叉四遍，第⼀层炉底捣固后，将表⾯刮松，深度达10㎜以上，再加⼊下批炉底料，打最后⼀层炉底料前要将泄漏蛛⽹不钢丝⽤胶管套好。

直⾄打结到⾼出炉底标准尺⼨⾼度20－30㎜。

2．4．6将安装好⽓动振动器的振动底板⽤吊车⼩⼼吊放到电炉底部。

调节⽓阀使⽓动振动器正常⼯作，此时应观察到振动底板明显地敲击底部炉衬材料。

炉底振动时间约为10分钟。

期间应数次交替变换⽓压，改变振动频率，以求获得整个炉底的振实效果。

免突然快速提起时出现真空抽吸现象。

刮出⾼出炉底标准的多余⾼度炉料，⽬地是防⽌炉料偏析，将模具底部耐⽕材料打出⽔平光⾯，将炉墙⼀圈刮松。

2．4．7铺装炉墙滑动平⾯衬（云母纸或陶瓷纤维，接缝⽤不⼲胶带粘接平整。

炉⼝上⽤重物压牢，与炉底接触四周⽤料压好）。

2．4．8下模具，将调整模块分三点120°安放好。

将打磨除好锈的模具平稳地座在炉底料上。

炉⼝与模具上⼝找正，四周尺⼨相同，⽤斜⽊板块三点固定或⽤铁板焊接固定。

模具上⼝⽤专⽤封⼝板封好，防⽌炉料掉⼊模具内。

2．4．9安放好下料漏⽃筛，投料时筛出包装袋等杂物，均匀地投⼊100－120㎜炉墙料，⽤捣固叉叉实尖排⽓四遍，将表⾯
刮松，再投⼊炉料循环捣固叉实、振实，直⾄填⾄封炉⼝料⾼度。

2．4．10投⼊封炉⼝料，⼯作程序如上条，封炉⼝料要填⾄炉⼝法兰。

特别要注意打结好与炉嘴、扒渣⼝的连接。

2．4．11模具内安装马丁或电动振动器。

振动时间按⽤振动器不同，振动时间不同，先将振动器安装在模具下部，振动20分钟，再将振动器安装在上部，再振动20分钟，边振动边补充炉衬材料。

振动时要补加封炉⼝料⾄炉⼝法兰⼝同⾼，防⽌炉料偏折。

2．4．12振实完成后，刮去多余料，炉⼝法兰下要留出10－15㎜膨胀缝，修好炉嘴与扒渣⼝过渡。

拆除振动器及⽀架。

第三部分新炉衬启熔⼯艺
3．1安装启熔⽤热电偶
3．1．1将三根热电偶按底、中、上三个位置安放好，⽤铁管或⾓钢做好热电偶保护，以便启熔铁料熔化前取出热电偶，热电偶重复使⽤。

3．1．2热电偶⽤补偿导线连接⾄多点测温仪上，多点测温仪与计算机连接好。

3．2装料
3．2．1吊⼊启熔块，启熔块与模具之间⽤⼩块回炉料尽量填实，启熔块填⾄1／2以上⾼度位置。

3．2．2按⾸炉炉料配⽐再加⼊⽣铁、回炉料、废钢炉料、填⾄满炉。

料块应使⽤⼩块、⼲净、⽆锈、⽆砂⼟。

3．3安装天然⽓烧嘴
3．3．1
嘴。

3．4启动启熔⼯作
3．4．1从计算机中调出新炉启熔⼯艺，输⼊启熔命令，启熔⼯作⾃动进⾏。

3．4．2启熔⼯艺曲线
室温100℃／h 1100℃保温4⼩时1100℃升温100℃／h炉料熔化后以＜
3．4．4 1100℃保温结束后，取出热电偶，此后炉⼦⾃动控制将炉料熔化，铁料熔化时，要观察炉料，随时补加炉料，注意观察不要“搭棚”。

将铁⽔液⾯熔化⾄最⾼位置。

3．4．5⾼温烧法保温后，按熔化⼯艺调整后直接⽤于⽣产。

3．5新炉启熔注意事项
3．5．1新炉启熔只有经过⾼温烧结后，才能形成良好的烧结层，烧结层温度要⾼于熔炼铸铁温度40－60℃（超过1500℃以上，不准超过1600℃），⾼温烧结时间2－3⼩时，长时间⾼温烧结也会使炉衬侵蚀。

因此，⾼温烧结时间与温度都要严格控制。

3．5．2启熔炉料要进⾏严格排选。

锈蚀带有刑砂、芯砂油污等不⼲净炉料严禁使⽤。

3．5．3新炉衬最初6－8炉要安排熔化含C量较低的铸铁⽣产，⾸炉严禁加增C剂。

3．5．4新炉衬烧结完成后，应⽴即投⼊⽣产，要连续熔化3－5天，充分使炉衬烧结。

以上各条注意事项，对炉衬使⽤寿命有较⼤影响，要特别注意。

第四部分冷炉、冷炉启熔⼯艺
4．1冷炉
4．1．1中频感应炉在⾮⽣产时是允许将炉⼦冷却下来，⽣产时再重新启熔，恢复⽣产。

4．1．2⽬前，中频感应电炉存在着两种冷却⽅法。

⼀种是在⽣产最后⼀个班次，铁⽔全部倒空后，炉内加⼊满炉铁料，盖好炉盖，靠铁料⾃然吸热，缓慢放热使炉⼦冷却下来。

另⼀种⽅法是，处理完铁⽔后，⽤压缩空⽓或风机直吹炉⼦耐⽕材料急骤冷却下来。

前⼀种⽅法冷却耐⽕材料裂纹较深、较宽，⽐较集中，重新冷炉启熔时，耐⽕材料裂纹弥合较差，容易造成铁⽔钻⼊耐⽕材料中，使⽤过程中造成耐⽕材料剥落，后⼀种冷却⽅法裂纹较细⼩、较多、⽆规律，重新启熔进，裂纹弥合较好。

我⼚根据联矿⼚家建议，采⽤急冷（后⼀种）⽅法，在拆除炉衬时也采⽤此种⽅法。

4．1．3冷炉时具体操作⽅法是：⽤⼀根6”铁管弯成“┓”型，⽤胶管接到压缩空⽓上，将此管伸到炉膛直径1／3处，铁管下部⾄炉膛2／3－1／2深度，打开压缩空⽓冷却。

4．1．4炉膛冷却时，所有冷却⽔正常供应，炉膛温度低于100℃时，可以将冷却⽔关⼩或停⽔，冬季停炉时不准停⽔，防⽌⽔结冻、冻裂⽔管等问题。

4．1．5停炉多长时间需要冷炉？⽬前⽆法做统⼀规定。

停产在两天以内以储存铁⽔保温为宜，停产两天以上可以进⾏冷炉。

4．2冷炉启熔⼯艺
4．2．1冷炉启熔的好坏，直接关系到炉衬耐⽕材料的使⽤寿命。

因此各操作者必须严格执⾏冷炉启熔⼯艺。

4．2．2炉内按新炉热电偶安装要求，安装好热电偶。

4．2．3炉内放⼊启熔块、放⼊时要⼩⼼、平稳放⼊，减少对耐⽕材料的冲击，启熔块周围填⼊⼩块⼲净的回炉料，启熔块加到炉1／2－2／3⾼度后，加⼊⽣铁、废钢⾄上冷却环下沿，按冷炉启熔⼯艺曲线启熔。

4．2．4冷炉启熔各准备⼯作完成后，从微计算机调出或输⼊冷炉启熔⼯艺曲线，输⼊启熔命令，启动送电系统，开始启熔。

4．2．5冷炉启熔⼯艺曲线
注：最⾼温度⽐铁⽔出炉温度⾼出40-60℃，但不能⾼于1600℃
4．2．6启熔过程中要⽤煤⽓对炉⼝冷环进⾏同步升温。

4．2．7 1560℃保温结束后，调整铁⽔后⽤于⽣产。

第五部分炉衬耐⽕材料寿命及炉衬拆除
5．1炉衬耐⽕材料使⽤寿命
5．1．1炉衬使⽤寿命，应达公司与联矿都建议熔化150－200炉次。

5．1．2炉衬使⽤寿命受各种因素影响
1、启熔时上下点与中点温差过⼤；
2、没有控制好烧结⼯艺曲线温度；
3、⾼温烧结差、时间短、急于出炉；
4、冷炉启熔次数过多，启熔曲线温度控制差，铁料在裂纹没弥合前熔化钻铁；
5、熔化时温度过⾼（超过1600℃）；
6、熔渣对炉衬的侵蚀；
7、炉⼦启熔时（新炉），熔化含C量⾼铁⽔；
8、新炉熔化没有达到⾜够的烧结层⽽冷炉等因素。

5．2炉衬寿命的判断
5．2．1初期使⽤严格按熔化炉次执⾏，由150炉次起，通过积累经验逐步提⾼到200炉次。

5．2．2观测炉膛直径变化判断，炉墙被侵蚀掉局部1／2，全部1／3，应拆除。

5．2．3观测炉⼦冷却⽔温度，以新炉衬的回⽔温度为准，同⼀送电功率，同铁量，温差超过30℃，应注意观察耐⽕材料。

5．2．4观测送电功率变化，送电功率与新炉衬⽐功率变化较⼤时，应注意观察耐⽕材料。

5．2．5炉底泄漏报警，炉衬寿命达到极限。

5．2．6炉衬使⽤寿命的判断，需要长期的积累经验，每次拆炉衬后都要对炉衬使⽤情况进⾏分析，以确定最佳炉衬使⽤寿命。

5．2．7
特别是炉衬完全烧结没有松散层，将造成拆炉困难，严重时将损坏线圈。

5．2．8 接地泄露以第三、四炉熔化的数字为基准数。

以后测量数与此对⽐。

如上升较⼤，同时炉⼦熔化炉次达到100炉次以上时，拆炉时观察松散层，经过⼀定经验积累达到⼀个较理想的数据。

5．3炉衬拆除操作规程
5．3．1炉衬急冷后，拆除炉嘴，扒渣⼝，炉⼝（深500㎜），注意保护炉⼝环及泥浆料不被破坏。

5．3．2将炉体翻⾄90°，炉下部⽤专⽤槽钢⽀好，防⽌回落，炉上部同时⽤槽钢⽀好，防⽌炉衬推出时将炉⼦撅起来。

5．3．3炉前放好垃圾箱，⽤于接炉衬。

5．3．4将炉衬顶出机构与炉底连接好，连接好液压管路。

5．3．5启动液压泵，顶出机构缓慢加⼒，将炉衬顶出，顶出2／3时要减慢速度，保护好炉底顶出块。

5．3．6炉衬顶出机构，只要推出杆已将炉衬推动，就不准在没有完全推出旧炉初前，退回推出杆，退回顶出杆，将造成推出块脱开掉下来，⽽⽆法再进⾏顶出⼯作。

5．3．7旧炉衬推离炉壳时，注意不要将推出块推出炉壳，要⽤天车将推出块吊出。

5．3．8吊出推出块，退回顶出杆，拆下顶出机构，炉⼦临回原位。

第六部分中频感应电炉熔炼⼯艺
6.1.中频炉熔炼的特点
中频感应电炉适⽤于熔化各种牌号铁⽔，满⾜各种成份、温度的铁⽔，满⾜各种铁⽔的性能要求。

有很好的适应性。

由于中频炉调整成分⽐较⽅便，所以⼯艺对铁⽔成分范围的要求应更窄，以使铸件性能更加稳定。

具体范围可根据铸件种类划分为多个“牌号”。

或对个别铸件定制特殊的成分要求。

由于中频炉电源功率很⼤，所以提温能⼒也很强，可以对不同铸件给出不同的温度范围来满⾜铸件的要求。

6.2中频炉铁⽔配料原则：
由于合⾦元素补加相对容易，尽量使原始配料成分等于或略低于⽬标成分，以便在⾸次化验后进⾏补加合⾦的调整。

若铁⽔某项成分超出⽬标，进⾏调整时需加⼊⼤量的铁料（废钢、
炉料）进⾏稀释，将增加铁⽔总量，同时使其它元素也发⽣较⼤变化，带来连锁反应。

所以⽆论是配料、调整都不益超出铁⽔成分上限。

超出铁⽔成分⽬标值，调整时将⾮常困难。

6.3铁⽔温度控制原则为：只要能满⾜机械性能和浇注温度，就尽量降低铁⽔出炉温度，以保证耐⽕材料寿命。

铁⽔在保温不出炉时，铁⽔温度保持在1350℃±5℃。

6.4回炉料中如带⼊砂⼦，对炉衬侵蚀违害较⼤，同时还易造成搭棚的可能，所以回炉料必须经过清砂处理。

回炉料应根据不同牌号分别堆放，回炉料使⽤QT450严，不许⽤其它种回炉料。

灰铁⼀般可⽤其它任⼀种，但应注意⽐例。

合⾦铸铁（例如奥贝球铁、QT550）使⽤⾃⾝产⽣的球铁回炉料最经济。

可以使合⾦元素的收得率较⾼。

6．5配料
中频感应电炉配料由熔化⼯进⾏配料计算，并把结果输⼊计算机，同时以配料等形式通知天车加料⼯。

6.6加料
加料顺序为：废铁（增碳剂）－⽣铁－回炉料
6．7熔化
6．7．1炉料加⼊2／3⾼度以上时，可送功率进⾏熔化，边熔化加炉料，在铁料完全熔化前应将整炉料加完。

6．7．2熔化时要随时观察炉料的熔化情况，要随时注意是否有炉料“搭棚”现象。

6．8增C剂
注：1、根据铁⽔含量或配料结果加⼊增C剂。

2、⼀般使⽤的增C剂粒度在1－5㎜，过细不适⽤。

3、增C剂应分批加⼊⼀般以每批1％量加⼊。

4、增C剂的吸收率与温度有关。

5、在⾼温搅拌下10－15秒即可，过长时间搅拌C反⽽烧损。

6．9其他被调整元素的添加计算：
g t=Gz(Xa-Xb)/Cd (kg)
g t－增C剂或其它合⾦的添加量（kg）
Gz－炉内铁⽔总重量（kg）
Xa－铁⽔成份的⽬标值（％）
Xb－炉内铁⽔成份的炉前分析值（％）
C－增C剂或其它合⾦的含量（％）
d－有效成份的吸收率（100％为1）
铁⽔C、SI超出⽬标成份，添加废钢减少C，SI计算
g t=Gz(Xb-Xa)/b
b－废钢中被调整元素的含量
其它符号同上
经验数据是：加34kg废铁／t，减少0.1％C
减少0.05% Si
第七部分⼀铸中频炉存在的问题
1．电源及⽔系统保护性断电
2．炉衬寿命
3．熔化时间
4．检测：热分析与光谱
5．打包钢烟尘与镀锌板
6．冲⼊法与喂丝。