中频感应电炉炉衬材料的选用及影响炉衬寿命因素的研究

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影响炉衬使用寿命的因素及解决方案

影响炉衬使用寿命的因素及解决方案




中 频 炉 熔 炼 时 , 钢 液 的 最 高 温 度 可 达
10 ̄ 7 0C,铁液 的最高 温度 可达 1 0  ̄ 5 0C以上。 因
火 材 料成 分 靠 拢 .也 是 改 善耐 火 材料 抗 渣 性 能
的方式之 一。



此要根据所熔炼 的金属 的熔炼 温度来选 择能够 满 0 一 足熔炼温 度的炉衬材料 。常用耐火材料 的耐火 度
相 近 的耐 火 材料 ,减 弱它们 界 面上 的反应 强 度 。

选 用炉衬耐火材料 应满足 以下基本 要求 :
( )炉衬材料要 具备足 够的耐 火度 1
如 熔炼 高 锰 钢 时炉 衬 材料 应 选 用 碱 性耐 火 材 料
等 ;或是 尽 量 改 变渣 的 成分 ,使 其 向所 用 的耐
了 中频炉 已成 为所 有 耐 火材 料 应 用场 合 中最 具
有挑 战性 的一种 为中频炉选择耐火 材料不 仅要考虑 炉型 、炉
衬 的使 用寿命差别很大 。
尤其是熔炼 高锰钢 、不锈 钢时不仅熔炼 温度
E h g0 x r c l 验 流l x a ef pi e 经 交 c n E e n e
文 着重 以中频 炉常 用镁 质 炉衬材 料 为例 ,结合 多年 的生产与 实践 经验 着重谈 提 高镁质 炉衬使 用寿命 不可忽视 的几个要素 。
关键词 中频 炉 炉衬 材料 提 高炉龄的要 素
炉 龄 也称 炉 衬 寿 命 .是 指 中频炉 炉 衬 从 投 入使 用 到 更换 新 炉 衬止 .一个 炉役 期 间所 炼 钢
的 总炉 数 它是 衡 量 中频 炉 生产 水 平 的一 项 综

中频炉炉衬工艺方法探讨

中频炉炉衬工艺方法探讨

中频炉炉衬工艺方法探讨2009-02-05 07:41 来源:我的钢铁试用手机平台感应电炉已越来越多地用于熔炼各种钢铁材料,特别是在铸造车间的合金熔炼中,感应电炉已被广泛应用。

济南二机床集团有限公司铸造厂,根据感应电炉工作的特点,结合本公司生产的实际,改进了筑炉工艺,提高了炉衬寿命。

该厂500kg中频感应炉过去炉衬寿命最高50次,最低只有几次,并且经常出现侵蚀及裂纹等情况,严重影响了生产及经济效益。

经过对炉衬的捣制工艺、炉衬混合料的配比、捣固方法和烧结工艺的改进,炉衬寿命提高到120次以上,并且简化了捣制工艺,从而减少了打炉、烘炉次数,大大减少了炉衬材料和电能的消耗,降低了生产成本,缩短了生产周期,具有显著的经济效益。

一、炉衬绝缘层的改进捣制炉衬时,一般用5mm石棉板隔开感应圈和耐火坩埚,以保证炉衬有良好的隔热及绝缘性能。

但在烘烤烧结过程中,石英砂及硼酸中的水分很难排出,往往造成炉衬绝缘性能下降及烘炉时间延长。

经过研究,采用在石棉板上钻Φ2~4mm的小孔,这样既能加快石英砂及硼酸中水分的及时排出,又能很好地固定散装炉衬料。

二、炉衬材料的配比和捣固方法的选择石英砂的粒度配比及捣固方法影响炉衬的使用寿命,其主要影响炉衬的耐蚀性能和抗高温冲击性能。

经试验,炉衬的抗侵蚀能力与其基体密度成正比,密度越大,基体组织越密,炉衬的抗侵蚀能力越强。

在结合济南二机床集团有限公司实际生产的基础上,采用表1所示的石英砂配方。

炉口石英砂采用表2所示的改进配方。

表1 炉体炉衬石英砂配方表表2 炉口石英砂配方表炉衬坩埚分炉底、炉壁、炉口。

炉底承受全部铁水的静压力,特别是和坩埚壁交界处是整个坩埚的薄弱环节,此处厚度大,散热不均匀,烧结时易产生裂纹;炉壁部位温度高,铁水静压力、冲刷力及铁水的化学侵蚀严重;炉口部分内外温差大,烧结时温度不易达到规定温度,易产生裂纹,同时使用过程中由于石英砂的过热膨胀,使炉衬整体上移,降低了炉衬的紧实度。

中频炉结构节能原理分析

中频炉结构节能原理分析

中频炉结构节能原理分析作者:杨靖来源:《中国科技博览》2018年第16期[摘要]目前能源的利用方式成为人们关注的热点,节能环保的意义越来越突出。

中频谐振式感应炉技术已经相当成熟。

随着我国电力供应环境的改善及环保要求的提高,发展和扩大感应加热的规模,改变铸造行业耗能高的现状符合当前形势。

随着感应加热装置功率的进一步提高,如何节能的问题将更加突出,由于中频谐振电炉用户多,因此对其节能的研究具有很大的意义。

[关键词]中频炉节能熔炼中图分类号:S955 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)16-0291-011 中频炉主电路节能原理分析1.1 逆变主电路对比分析我们知道,中频感应电炉中,根据逆变线路感应圈负载和补偿电容的连接方式,可分为串联逆变和并联逆变两种中频感应电源。

虽然我国并联谐振中频电炉占据着工业熔炼设备很大比例,但是已经投入使用的串联谐振电炉的运行情况显示,串联感应电炉系统具有节能优势。

并联逆变电源,工频电压经整流得到的可调直流电压,经电抗器Z,滤波后,进入单相桥式并联逆变器,其作用有三:使直流电流连续,纹波小;限制中频电流进入工频电网,起隔离中频交流的作用;逆变失败时,限制故障电流,电抗器近似认为是恒流源。

串联逆变电源,工频电压经整流得到的直流电流,经电容Cj滤波后,进入单相半桥桥式串联逆变器。

电容Cy除了滤波,还为中频电流提供旁路,为此C,的容量必须足够大,可近似认为逆变器的直流电源为恒压源。

1.2 根据谐振方式不同的节能分析在并联谐振时,由电源输入的电流很小,电感和电容上的电流却很大,均为为电源输入电流的Q倍,而电压都等于逆变器的输出电压。

在串联谐振中,电容和电感两端的电压相等,均为逆变输出电压的Q倍,流过电感和电容的电流等于逆变器的输出电流。

由于我们在串联谐振电源中采取脉宽调制的方法,在中频感应电炉的逆变电压允许的范围内,串联谐振的感应圈电压相对比较高。

所以根据谐振电炉谐振方式的不同,在输出功率相同的条件下,串联谐振式中频电炉的感应圈电流损耗比较小。

延长中频炉炉衬使用寿命的措施

延长中频炉炉衬使用寿命的措施

延长中频炉炉衬使用寿命的措施发表时间:2019-12-17T09:05:06.023Z 来源:《科学与技术》2019年第14期作者:李金帅[导读] 本文主要从生产实践中确定可行性分析和影响炉衬使命的原因,摘要:本文主要从生产实践中确定可行性分析和影响炉衬使命的原因,阐述了实施和步骤、措施实施的效果、和经济效益、巩固措施等方面对如何提高中频炉炉衬使用寿命进行了详细阐述,提出改进措施,以提高生产效率。

节约生产成本。

关键词:中频炉炉衬;使用寿命;措施前言:我公司是年产35万吨预焙阳极,其中配套两个组装车间。

组装工序是我公司预焙阳极生产中最后一道工序车间,其任务是向铝电解提供合格的成品阳极炭块组。

中频炉是整个生产链上的核心设备, 其炉衬的使用寿命直接影响生产能力。

一、概述我公司现在中频炉炉龄平均为90炉/次,按照要求,此次目标需要将中频炉炉龄提升至150炉/次以上。

可行性分析:1.对同行业企业的中频炉炉衬使用寿命进行了解,基本情况如下:与同行业其他企业比较,故有必要分析其中原因。

2.工序生产运行时间不长,各主体设备运行状态良好,在工艺改进工作方面能够提供坚实的硬件基础。

二、中频炉炉衬使用寿命短的原因针对中频炉炉衬使用寿命短的情况,我们进行了分析并对找到一些原因,绘制出鱼骨图如下:1.筑炉的质量差根据工艺技术标准,我们根据现场跟踪,检查了筑炉工艺,对与每层的振动和捣打,都不符合工艺标准要求,炉料铺设不均匀,这也是筑炉质量的问题,同时也是中频炉炉衬使用寿命缩短的重要因素。

2.新筑炉衬太薄根据标准规定,炉衬的厚度应该大于15CM才符合标准,根据现场对筑炉完成后的炉衬进行测量,我们发现新筑炉的炉衬太薄,不符合炉衬测量厚度的标准,实际情况的炉衬厚度小于15CM,这是中频炉炉衬使用寿命短的重要因素。

3.人员操作不规范工作人员必须严格按照设备操作规程进行,根据现场仪器仪表显示数据确定启动升温的速度快,我们发现在调查的过程中,人员未严格按照设备操作标准进行操作,所以人员操作不规范也是造成中频炉炉衬使用寿命短的主因素。

浅谈影响AOD炉龄的因素和改进措施罗冬云李良辉李国军李建庆李晨阳

浅谈影响AOD炉龄的因素和改进措施罗冬云李良辉李国军李建庆李晨阳

浅谈影响AOD炉龄的因素和改进措施罗冬云李良辉李国军李建庆李晨阳发布时间:2022-01-17T04:02:48.425Z 来源:《基层建设》2021年第29期作者:罗冬云李良辉李国军李建庆李晨阳[导读] AOD炉衬寿命是一个综合性的指标,它不仅与炉型结构设计、耐火材料的选择和使用工艺有关,而且与冶炼工艺水平、各操作参数的控制、设备状况等密切相关。

本文结合AOD炉的操作特点及损毁特征广西柳钢中金不锈钢有限公司炼钢厂摘要:AOD炉衬寿命是一个综合性的指标,它不仅与炉型结构设计、耐火材料的选择和使用工艺有关,而且与冶炼工艺水平、各操作参数的控制、设备状况等密切相关。

本文结合AOD炉的操作特点及损毁特征,介绍了柳钢中金公司围绕以下几方面在提高AOD炉衬寿命上改进措施。

关键词:AOD、炉龄、改进1、前言在国际上,氩氧脱碳法(AOD炉法)是生产不锈钢的主要工艺。

AOD炉以其成本低、易操作、效率高等特点而受青睐,但AOD炉法耐火材料消耗高,炉衬寿命低,一直困扰着AOD炉的生产。

随着柳钢发展不锈钢战略的不断深入,AOD炉衬寿命及其耐火材料成为制约柳钢中金公司发展的一大难题,根据AOD炉的操作条件及炉衬材料的损毁机理,柳钢中金公司AOD炉自投产以来一直在不断地探索提高AOD炉衬寿命的方法。

经过不懈努力,终于在AOD炉龄方面有了重大突破,平均炉龄由此前的47炉左右提高到目前的92炉,最高可达到111次。

2、AOD炉的操作特点及损毁机理AOD炉是向钢水熔池吹氧的同时,吹入惰性气体(Ar,N2),通过降低CO分压,达到假真空的效果,从而去除钢水中的有害气体和夹杂,并使S、P等有害元素含量降到很低的指标,抑制钢水中铬的氧化。

由于采用氩、氧和氮的混合气体或纯氩气进行精炼,气体搅拌钢液产生涡流现象,造成钢液和熔渣的剧烈搅动,熔池衬砖受到严重的冲刷和侵蚀,并受到高温、强碱性熔渣的影响。

AOD炉的冶炼经历了氧化脱碳,还原精炼的过程,炉内气氛发生从氧化到还原的改变,使用条件十分苛刻,炉衬毁损严重,图一为耐火材料的侵蚀状况。

电炉炉衬寿命可靠性研究的数学模型

电炉炉衬寿命可靠性研究的数学模型

维普资讯
第 3期
苏 家健 电炉 炉 衬 寿 命可 靠 性 研 究的 数 学 模 型
炉衬 的输 出参数 , 两者 的 函数关 系为 c : 则 r
C( =f U( ) U) ( t1 1 、
在炉 衬侵 蚀损 伤过 程 的影 响下 ,炉 衬温 度 随时 间发 生变 化 。若 c ) r 与 r f均为 非线性 关 系 , 则
中图 分 类 号
文 献 标 识 码 B
M ATHEM ATI CAL PATTERN BAS ED ON TH E S TUDY N I RELI ABI TY LI OF TH E LI NG F FoR NI LI E ELECTRI FURNACE C
形 成模 型 ,即一 个 能反 映 出函数关 系和 随机关 系 的
损伤具有 随机性和概率性 ,定量评估炉衬的侵蚀程 过程图,以便估算炉衬工作故障发生的概率或可靠 度。 炉衬 由于受到物理、 化学的侵蚀 , 出现被熔化、 软 度是很复杂的。 评价炉衬工作能力的两个重要指标是炉衬的热 负荷和两次修理之间的时间长短 。前者与炉衬的温 度有关 , 后者即是炉衬的使用寿命 。实际上 , 它们均 反映了炉衬的工作可靠性 。 研究它们之间的关系, 必 化 、熔蚀 和崩裂 ,这些现象 ,在此定义为炉衬的故 障。当然 , 炉衬 的侵蚀是个渐近缓慢 的过程 , 故障的 产生是若干个一个连着一个阶段的最后结果 。 所以 , 可以通过 图 1 来研究故障发生的各个阶段。
S i i uJ j n aa
(hnh i eodPlt h i U i sy S agm, C ia 2 10 ) Sa ga cn o e nc nv i , hnh h 0 2 9 S yc et n

提高中频炉酸性炉衬寿命的工艺探讨

提高中频炉酸性炉衬寿命的工艺探讨

提 高 中频 炉 酸 性 炉衬 寿命 的工 艺探 讨
李祥胜 ,林晏 民
( 广东省韶关钢铁集 团有 限公 司 , 广东 韶关 5 2 2 ) 113

要: 从筑炉材料 的选择 、 筑炉工艺 、 炉衬烧结工艺 、 熔炼 与 日常维 护保养 方面对如 何提 高 中频 炉酸性炉 衬寿命
的工艺进行 了研究 , 使炉衬的吨钢成本 消耗 大幅下降. 关键词 : 酸性炉衬 ;筑炉 ; 烧结
中图分类号 : F0 3 4 T 6 . 文献标识码 : B
On e h n i g t e s r ie l e o cd c l i g o n a cn h e v c i fa i i i n f f n
m e u ・r qu nc nd to f n c di m fe e y i uc in ur a e
热性 能好 .合理 的粒度 配 比如表 2所示 .
表 2 合 理 的 粒 度 配 比
3 4 烧 结 .
当炉 衬烘 干 、 烧结 至 l60℃ 时 , 温 1h 即高 0 保 (
温烧结) 第二、 , 三炉次按正常操作.最好连续熔化
3— 5炉 , 这样 可 以获 得 一 个 完 美 的 合理 的三 层 ( 烘 干层 、 烧结 层 、 结层 ) 衬结 构 . 半 烧 炉
2 12 石英砂 元素熔炼损耗
少、 成分 易控制 等优 点 , 被一 些 中、 企 业 选 择 为 常 小
熔炼设备. 延长中频炉炉衬寿命 , 目 降低成本、 是 前 提高效益的首要 问题之一. 对广东省韶关钢铁集 团
有 限公司 机制 厂 ( 以下 简 称 机 制 厂 ) 中频 感 应 炉 的
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总第 18期 5 20 07年 1 O月

中频感应电炉能耗及节能原理探究

中频感应电炉能耗及节能原理探究
1.2中频电源频率的选择
如果增加了中频电源的频率,就会增加磁力线切割炉料的速度,在炉料所形成的闭合回路中,就会增大产生的涡流数值,就会有显著的发热效果,提高电效率。有研究表明,电源的频率和电效率成正相关,但是当电效率接近90%时,电源频率增加后基本不会影响到电效率[1]。同时,由于存在集肤效应,炉料的直接加热层的深浅和电源的频率成反比,靠长时间的传导,可以使工件表面和心部获得接近的温度,但会降低热效率。过长的传热时间,在周围介质中损失热量是热效率降低的原因。考虑到炉料的尺寸对电效率和热效率有影响,应当合理的对中频电源的频率进行选择,即不能选择过大也不能选择过小。
4.2加强熔炼设备的管理
加强对熔炼设备的管理,规范筑炉、烘炉、烧结、熔炼等操作工艺要求和中频电源维护保养制度,有效提高炉龄,保证中频电源的正常运转,从而降低熔炼电耗。在中频感应熔炼炉使用的后期,熔化速度变慢,炉渣必须被清理出来。炉壁上聚集着炉渣,炉壁变得越来越厚,富集的废钢氧化物和过多的旧铁粘砂使得阻抗增大,使得功率低于额定值。
参考文献:
[1]张健林。中频感应熔炼炉与保温炉的电源频率选择及功率计算[J].中国铸造装备与技术,2016(5):51-53.
[2]冯胜山,许顺红,刘庆丰,等。无芯感应电炉成型炉衬的研究与应用进展[J].铸造技术,2014,29(7):975-978.
[3]袁达,刘芸。中频无芯感应电炉改造感应圈提高熔化率的实践[J].特种铸造及有色合金,2015(1):40-41
一、提高中频电源的效率
1.1采用IGBT电压反馈串联谐振型中频电源
与并联谐振电路相比,串联谐振电路有以下优点:①串联逆变电路的整流角在正常工作时,始终为零,而且有较高的进线功率因数,12脉整流可达到0.988;②在功率输出相同条件下,感应圈消耗的能量,串联逆变电路流经感应圈的电流小于并联电路,而且消耗的能量也小;③谐振状态下的串联逆变电路,正弦波波形利用率较高,流过感应圈的电流为“W”波形,波形谐波含量极少;④感应圈的频率经串联电路的“W”波形倍增,有效的降低了感应圈的空载电流;⑤串联电炉通过调节频率而调节电炉功率,恒功率特性好,相对熔炼时间短。总之,串联谐振式中频感应电炉具有节能的显著优点。

中频炉炉衬判废标准

中频炉炉衬判废标准

中频炉炉衬判废标准一、背景介绍中频炉是一种用于金属熔炼和浇铸的设备,广泛应用于冶金、铸造、机械等行业中。

中频炉的炉衬是中频炉的重要组成部分,它对保持炉内温度、保护炉体结构、防止金属渗漏等方面具有重要作用。

然而,由于长时间的使用和各种因素的影响,中频炉的炉衬会逐渐损坏,影响熔炼和浇铸的质量和效率。

因此,制定中频炉炉衬的判废标准对于保证生产安全和效率具有重要意义。

二、判废标准制定中频炉炉衬的判废标准主要包括以下几个方面:1. 炉衬材质检测中频炉炉衬的材质对于其使用寿命和可靠性具有重要影响。

因此,对于炉衬的判废首先要对其材质进行检测。

检测方法包括外观检查、化学成分分析、金相分析等。

若发现炉衬材质不符合要求或出现严重老化、劣化等现象,应立即停止使用并进行更换。

2. 炉衬完好程度检查检查炉衬的完好程度是判废标准的重要环节。

检查内容包括炉衬的外观检查、内部缺陷检查等。

外观检查主要查看炉衬是否有裂纹、脱落、烧损等现象;内部缺陷检查主要通过无损检测方法,如超声波检测、射线检测等,检查炉衬内部是否存在孔洞、夹杂物、气孔等缺陷。

若发现炉衬存在严重缺陷或破损,应立即停止使用并进行更换。

3. 炉衬厚度测量炉衬厚度是判断其使用状态的重要指标之一。

在使用过程中,炉衬会逐渐磨损,厚度会逐渐减小。

当炉衬厚度小于一定值时,会影响中频炉的使用效果和寿命。

因此,对于炉衬的判废也要考虑其厚度。

测量炉衬厚度的方法包括超声波测厚、射线测厚等。

根据测量结果,可以判断炉衬是否需要更换。

4. 使用年限限制中频炉炉衬的使用年限也是判废标准的重要因素之一。

一般来说,炉衬的使用年限受到其材质、使用条件、维护情况等多种因素的影响。

在使用过程中,若发现炉衬出现严重老化、劣化等现象,或者经过定期检查发现其性能指标已经达不到要求,应立即停止使用并进行更换。

同时,对于达到使用年限的炉衬也应进行更换。

三、判废标准实施为了确保中频炉炉衬判废标准的准确性和有效性,实施过程中需要注意以下几个方面:1. 加强维护保养中频炉在使用过程中要定期进行维护保养,包括更换油封、清洗炉膛、检查电路系统等。

浅谈如何提升中频炉炉龄

浅谈如何提升中频炉炉龄
底, 振 动分 为三 个 阶段 :
纹 的倾 向, 同时也提高工段 : 使用 0 . 2 M P a 压缩空气 , 振动 5 分钟 ; 第二阶段 , 使用 0 . 4 M P a 压缩空气振动 2 0 分钟 ; 第三阶段 , 使用 0 . 6 M P a 压缩空气振动 5 分钟。
维护管理 办法等一 系列措施 , 大幅提升 了中频炉 炉龄 。
关键词 : 中频 炉 炉 龄 ; 筑炉工艺; 烧结工 艺
中图分类号: T G2 3 2 . 3
文献标识码 : B
文章编号 : 1 6 7 2 — 5 4 5 X( 2 0 1 4) 0 2 — 0 2 2 1 — 0 3
表 1 筑 炉 材 料 的成 分
炉衬材料 l S i O 2 l A 1 2 0 , l F e 2 0 l H 2 0 I材料密度
MS 1 0 0 1 l 9 9 . 2 % l 0 . 5 % l 0 . 1 % l 0 . 2% 2 l . 1 5 加m 3
中频感应 电炉因其 具有易于更换熔炼种类 , 便 于操控熔炼质量 , 操作灵敏简略 , 功率密度大 , 熔化 速度快 ,起熔方便等长处而受到了冶金铸造 厂家 的 喜爱 , 已广泛应用于铸造行业 的合金熔炼 中。但 是 , 中频感应 电炉炉衬使用寿命成为影响铸造企业前期 效益及铸件质量 的难题 ,其安全使用方法和使用寿 命 已成 为铸造行业关 注的重点。柳州五菱柳机铸造 有限公 司根据 中频炉的特点 , 结合实际生产情况 , 通 过优化筑炉及烧结工艺 , 改善筑炉工具 , 改进加料小 车, 完 善 日常 维护 管 理 办法 , 成功 地 将 中频 炉 的炉 龄 从平均 6 0 炉( 最低 只有几炉 ) 延长到平均 2 6 0 炉, 是 原来 的 4 . 3 倍, 其 中炉 龄最 长 记 录 已达 到 2 8 5炉 。这 大幅提高 了中频炉炉龄 , 增加了安全系数 , 降低了生 产成本 , 缩短了生产周期 , 具有显著的经济效益。

延长中频感应炉酸性炉衬寿命的措施

延长中频感应炉酸性炉衬寿命的措施
5 结 束语
烘 炉 阶段 :0 60℃保 温 的 目的是 排 除 炉 衬 中 的 水 分 ;7 5 7℃时硼 酐熔 化 ,与石 英 砂形 成玻 璃 相 , 炉 衬 表 面釉 化 , 成 B石 英砂 到 石英 砂 的第 一 晶度 完 转变 , 体积 膨胀 约 08%。低 温烘 烤 时 , 蒸 气 的逸 .2 水 出速度 不 能太快 , 免沙 砾 中 出现早 期裂 纹 。 避
Ke wo d: u i i g f r a e maei l ,b k n it r g,man e a c a u e ,e tn i gt e f ma e l e y r b l n — u n c t r s a ig sn e i d a n i tn n e me s r s xe d n h u c f i
云母 、 璃丝 布等 绝缘材 料相 比 , 缘胶 泥具 有 导热 玻 绝 系数较 高 ,不 会影 响热 面炉衬 的三层 结构 ; 0 1 0o 8 C 以上 的耐 火 度对 线 圈 提供 一 层 屏 障保 护作 用 : 进 可 行局部 修 补 , 用 寿命长 , 低 了筑炉 成本 。 使 降

6 ・
2 1年第 2 00 期
蔺亚琳: 延长中频感应炉酸性炉衬寿 命的 措施
铸 造 设 备 与 工 艺
1 目~ 0目 3 %,0目~ 0目 3 %,7 目 3 % ; 0 2 0 2 4 0 20 0 硼
酸加入 量 1 %~ .%, . 1 6 8 混合 必须 搅拌 均 匀 。
2 打 结 工艺
中频无 芯感 应炉 作 为铸造 生 产 的关键 设备 。 其
附着 水 分 ≤05 . %。硼 酸 在 3 1o时 脱 水 分 解 为硼 0 C
酐 , 反应 式为 : 其

浅谈3吨中频感应电炉酸性炉衬的打结及熔炼

浅谈3吨中频感应电炉酸性炉衬的打结及熔炼

炉衬 的 打 结和 烘 烤 、 水的 冶炼 等 方面 对提 高 炉衬 寿命 的 问题 进 行 了讨 论 。 铁
关键词 : 中频 感 应 电 炉 炉 衬 工 艺
山东 能 源 机 械 集 团 乾 泰 精 密 机 械 有 限公 司 铸 铁 项 目 部 中频 感应 电炉 熔 化 量 为 3 , 定 功率 为 20 k 主要 生 t额 0 0 w, 产 各 种灰 口铸 铁 、 墨铸 铁 等各 种 铸 铁件 。因铁 液 流动 性 球 较好 , 出炉 温 度 控 制 在 10 ~10 ℃ , 均 每 炉 熔 化 时 间 50 60 平
( ) 制工 艺 : 种硅 砂 与硼 酸 干混 , 分 搅 拌均 匀 , 2混 各 充
使水分控制在 3 %以 内 , 时避 免 其 他 杂 质 混 入 搅 拌 后 的 同
材料 。
13 坩 埚 形 状 与 尺寸 . ( ) 埚形状与 炉龄的关系 : 埚形状做 成直筒状 , 1坩 坩 底 部 约 4 0 m长 做 成 锥形 , 0r a 这样 对 熔 化 量 无 影 响 , 能 适 却
( ) 衬 材 料 : 用 洁 净 的硅 砂 , 化 学 成 分 要 求 为 1炉 选 其
SO :0 一 95 ,杂 质 含 量 F 23 05 , a ≤0 2 % , i2 % 9 .% 9 e ≤ .% C O 0 .5
A23 .%, ≤05 1 ≤O 2 水 0 .%. 炉衬 与炉领 使 用不 同的粒 度 与配 比 , 采 用 25 并 . %的硼 酸 ( 度小 于 5 m) 粘结 剂 , 体 的粒度 及配 比见 表 1 粒 m 作 具 。
2 烘 烤பைடு நூலகம்与 烧 结
材料名称
炉领材料
硅砂粒度 2 - .5 5

中频熔铝炉炉衬耐火材料

中频熔铝炉炉衬耐火材料
Y U Dang2zhou ( Wafangdian Bearing Foundry Limited Company , Dal ian 116300 , China)
中图分类号 : T G251 文献标识码 :B 文章编号 :100028365 (2006) 0220197202
工作台结构特点为体积大 ,重量大 ,存在大平面 , 轮廓尺寸 4 000 mm ×2 000 mm ×210 mm ,局部高 345 mm ;顶 面 有 两 道 导 轨 面 , 底 面 为 4 000 mm × 2 000 mm ×70 mm 的大平面 ,该面在宽度方向上加工 14 道深 48 mm 的 T 型槽 ,其余部分壁厚 20 mm ;净重 6 500 kg ,毛重约 7 500 kg ;铸件材质为 H T300 ,结构 见图 1 。
生产高质量的内燃机配件 ,离不开成分均匀 、质量 稳定 、温度控制准确的铝合金熔液 。只有效率高 、熔化 快 、污染低 、烧损少 、温控容易的感应熔化设备 ,能够满 足生产要求 。活塞厂 1996 年从美国彼乐感应炉有限 公司引进两台中频感应炉 。炉子额定功率 600 kW ,额 定频率 600 Hz ,工作频率 450~600 Hz ,正常工作状 态 ,进线端电压 2 500 V 左右 ,炉子额定容量 1 t ,熔化 速率 1 t/ 1. 5 h 。 1 中频熔铝炉炉衬耐火材料应满足的要求
用开支 。
收稿日期 :2005211228 ; 修订日期 :2005212205 作者简介 :李加珍 (19662 ) ,河北石家庄市人 ,高级经济师 ,副厂长. 主
要从事铝合金活塞等的生产管理.
大型铸件工作台的生产
于荡洲
(瓦房店轴承铸造有限责任公司 ,辽宁 大连 116300)

中频炉炉衬报废标准

中频炉炉衬报废标准

中频炉炉衬报废标准中频炉是一种常用于金属加热和熔炼的设备,其炉衬是保证炉体正常运行的重要组成部分。

然而,随着使用时间的增长,炉衬会出现磨损、腐蚀等问题,导致其性能下降,甚至影响到炉体的正常运行。

因此,制定中频炉炉衬报废标准对于保障生产安全和提高设备利用率具有重要意义。

首先,中频炉炉衬报废标准应考虑炉衬的材质和使用环境。

不同材质的炉衬在不同的工作环境下会有不同的耐磨、耐腐蚀性能。

因此,制定报废标准时应根据炉衬材质的特性和使用环境的要求来确定其使用寿命。

例如,对于常用的耐火材料炉衬,可以根据其磨损程度和腐蚀程度来判断是否需要更换。

当炉衬磨损超过一定程度或腐蚀严重时,应及时更换,以免影响炉体的正常运行。

其次,中频炉炉衬报废标准还应考虑炉衬的结构和连接方式。

炉衬通常由多个部件组成,如炉底、炉壁、炉顶等。

这些部件之间的连接方式对于炉衬的稳定性和密封性有着重要影响。

因此,在制定报废标准时,应对炉衬的连接部位进行检查,确保其连接紧固可靠,不存在松动、漏气等问题。

如果发现连接部位存在问题,应及时修复或更换,以确保炉衬的正常使用。

此外,中频炉炉衬报废标准还应考虑炉衬的热传导性能。

炉衬的热传导性能直接影响到炉体的加热效果和能源利用率。

因此,在制定报废标准时,应对炉衬的热传导性能进行评估,确保其在使用过程中能够有效传导热量,提高加热效果。

如果发现炉衬的热传导性能下降,应及时更换,以提高设备的能源利用率。

最后,中频炉炉衬报废标准还应考虑炉衬的维修和更换成本。

炉衬的维修和更换需要耗费一定的人力和物力资源。

因此,在制定报废标准时,应综合考虑维修和更换成本,确保其在合理范围内。

如果发现炉衬的维修和更换成本过高,可以考虑采取其他措施,如优化炉衬结构、改进炉衬材料等,以延长炉衬的使用寿命。

综上所述,中频炉炉衬报废标准的制定应综合考虑炉衬的材质、使用环境、结构和连接方式、热传导性能以及维修和更换成本等因素。

只有制定科学合理的报废标准,才能保障中频炉的正常运行,提高设备利用率,确保生产安全。

高炉长寿的影响因素及措施-2

高炉长寿的影响因素及措施-2

高炉长寿的影响因素及措施1. 影响炉身寿命的主要因素1) 耐火材料砖衬优良耐火材料是长寿的基础。

除了具有高的抗炉料的机械磨损外,抗碱金属、锌和炉渣的侵蚀以及抗炉内附着物脱落的热震是炉身竞争耐材必须具备的基本品质。

2) 生产操作控制高炉生产的稳定顺行对高炉长寿至关重要。

首先必须强调顺行,平稳的炉料下降,稳定的气流分布,最大限度地减少高炉的休减风。

热负荷适度应以不发生周期性炉墙附着物生成脱落为限度。

3) 炉料结构及条件一般认为不同的炉料结构煤气流分布特征不同,高球团生产的边缘气流难以抑制,长期高热负荷运行对砖衬不利;炉料的冶金性质也是高炉长寿的一个重要组成部分;炉料给高炉带入有害元素,碱金属使砖衬渣化而蚀损;金属锌在炉内蒸发后再与CO 作用,被氧化而脆化砖衬。

2. 影响炉缸寿命的主要因素1) 应力的作用由于高炉间隔出铁及铁口间的交替工作,同一位置铁水的流量随时间变化,这就使炉缸砖衬中产生巨大的热应力,在热应力的作用下,产生与热流方向垂直的环状裂纹。

这种裂纹阻滞了热量的传递,导致砖层内侧的温度上升,变质劣化而最终剥离母体,这是炉寿命的最大威胁。

2) 操作参数高炉风口的鼓风状况。

当煤气流一次分布不能充分深入炉心时,煤气流会过多地偏炉墙侧上升,这使中心死料柱中焦炭不能得到及时置换,炉缸中心焦炭透液性恶化,产生环流。

环流的增强给炉缸侧壁砖衬负担加重。

3) 焦炭的作用焦炭的骨架作用在炉缸内尤为重要,这取决于焦炭的反应后强度(CSR),当焦炭下降至风口水平,CSR高使炉缸具有很好的透液性。

尤其是高炉增大喷煤后,风口前消耗的焦炭减少,焦炭在风口平面停留的时间增长,必须增强焦炭的强度。

3. 生产操作基本对策思路1) 炉体冷却强化在炉龄的中后期加大冷却水量以稳定冷却器前端的附着物,实现稳定操作炉型。

2) 以保护炉缸侧壁为主的炉缸监控加强炉缸侧壁的监控,通过灌浆消除铁口区域可能存在的煤气通道,改善铁口煤气火状况。

3) 上下部的总体考虑对高炉炉身、炉缸两部分的破损进程应有手段加以控制。

中频炉炉衬材料

中频炉炉衬材料

中频炉炉衬材料中频炉炉衬材料是指用于中频感应加热炉内部的耐热材料,它的作用是承受高温并保护炉体不受损坏。

中频炉炉衬材料的选择对于炉体的性能和使用寿命具有重要影响。

一、中频炉炉衬材料的种类中频炉炉衬材料主要有耐火砖、耐火浇注料、耐火纤维和耐火涂料等。

这些材料具有耐高温、耐热震、耐侵蚀、导热性好等特点。

1. 耐火砖:耐火砖是一种常用的中频炉炉衬材料,具有良好的耐高温性能和机械强度。

常用的耐火砖有高铝砖、硅酸铝砖和碳化硅砖等。

不同材质的耐火砖适用于不同的工作温度和工作环境。

2. 耐火浇注料:耐火浇注料是一种可流动性的耐火材料,适用于复杂形状的中频炉炉衬。

常用的耐火浇注料有高铝浇注料、硅酸铝浇注料和碳化硅浇注料等。

耐火浇注料具有良好的耐热震性能和耐侵蚀性能。

3. 耐火纤维:耐火纤维是一种具有高温稳定性和低热容量的材料,适用于一些需要保温隔热的部位。

常用的耐火纤维有陶瓷纤维、石棉纤维和氧化铝纤维等。

耐火纤维具有良好的隔热性能和耐热震性能。

4. 耐火涂料:耐火涂料是一种能够在高温下保护炉体的涂料,常用于中频炉炉衬的表面保护。

耐火涂料具有耐高温、耐侵蚀和耐热震等特点。

选择合适的中频炉炉衬材料应根据以下几个原则:1. 工作温度:根据中频炉的工作温度选择合适的炉衬材料。

一般情况下,高温下使用耐火砖或耐火浇注料,低温下使用耐火纤维。

2. 工作环境:根据中频炉的工作环境选择合适的炉衬材料。

如果炉内存在酸性或碱性气体,应选择具有抗侵蚀性能的材料。

3. 使用要求:根据中频炉的使用要求选择合适的炉衬材料。

如果需要保持炉内温度稳定或降低能量损失,可以选择具有良好隔热性能的耐火纤维。

4. 经济性:选择合适的炉衬材料要考虑其成本和使用寿命。

不同材料的价格和寿命不同,需要根据实际情况进行综合考虑。

三、中频炉炉衬材料的维护保养为了延长中频炉炉衬材料的使用寿命,需要进行适当的维护保养工作。

具体措施包括:1. 定期检查:定期检查炉衬材料的破损和腐蚀情况,及时修补或更换受损部位。

中频炉炉衬材料

中频炉炉衬材料

中频炉炉衬材料中频炉是一种用于金属加热和熔炼的设备,它可以通过高频电磁场将金属加热到所需的温度,然后进行熔炼或加工。

在中频炉中,炉衬材料起着非常重要的作用,它直接接触金属,并承受着高温和腐蚀的影响。

因此,选择合适的炉衬材料对中频炉的性能和寿命至关重要。

常见的炉衬材料包括石墨、耐火砖、耐火混凝土和耐火纤维等。

每种材料都有其特定的优点和适用范围,下面将对它们进行详细介绍。

首先是石墨炉衬,石墨是一种具有良好导热性和耐高温性能的材料,因此在中频炉中被广泛应用。

石墨炉衬具有耐腐蚀、导热性好、热震稳定性高等优点,可以承受高温和化学侵蚀,适用于各种金属的熔炼和加热。

另外,石墨炉衬还具有良好的机械强度和耐热震性能,能够在快速温度变化的环境下保持稳定。

因此,石墨炉衬在中频炉中得到了广泛的应用。

其次是耐火砖炉衬,耐火砖是一种常用的耐火材料,具有良好的耐高温和耐磨损性能。

耐火砖炉衬通常由氧化铝、硅酸盐和其他耐火材料制成,具有较高的抗压强度和热震稳定性。

耐火砖炉衬适用于中频炉的熔炼和加热,特别是对于一些特殊金属或合金的加工,其耐腐蚀性能也比较突出。

另外,耐火混凝土炉衬是一种以耐火骨料和粘结剂为主要原料制成的炉衬材料,具有良好的耐高温性能和耐磨损性能。

耐火混凝土炉衬适用于中频炉的熔炼和保温,能够有效地减少能量损耗和金属氧化,延长炉子的使用寿命。

最后是耐火纤维炉衬,耐火纤维是一种新型的耐火材料,具有优异的隔热性能和化学稳定性。

耐火纤维炉衬轻质、导热系数低、热膨胀系数小,能够有效地减少炉子的能量损耗和热量辐射。

耐火纤维炉衬适用于中频炉的保温和隔热,特别是对于一些对材料纯度要求较高的金属加工,其应用范围越来越广。

总的来说,中频炉炉衬材料的选择需要根据具体的工艺要求和金属材料的特性来确定。

不同的炉衬材料具有不同的优点和适用范围,可以根据实际情况进行选择和应用。

随着材料科学和工艺技术的不断发展,相信会有更多更优秀的炉衬材料出现,为中频炉的性能和效率提供更好的保障。

如何延长中频炉炉衬的安全使用寿命

如何延长中频炉炉衬的安全使用寿命

工程技术科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald95中频炉因其操作简单、熔炼损耗少、成分易控制等优点被电解铝行业选为熔炼设备。

由于炉衬寿命短以及漏炉事件时有发生,且在铺炉过程中使用的石棉板对人体健康造成一定程度的危害,严重影响了安全生产。

为此,如何延长炉衬寿命,选用安全的铺炉材料,确保中频炉安全平稳运行成为中频行业一研究课题。

青铜峡铝业分公司组装一车间,根据感应电炉工作的特点,结合本公司生产的实际,改进了筑炉工艺,提高了炉衬寿命。

该车间2T中频感应炉过去单台炉衬化铁量寿命只有500 t左右,且经常出现侵蚀、裂纹及炉衬冲刷等情况,严重影响了生产及经济效益。

该车间经过对炉衬铺炉工艺、炉衬混合料的配比、捣固方法、烧结工艺和化铁过程中的使用等进行了的改进,使单台炉衬华铁量提高到1000 t,具有显著的经济效益。

1 铺炉工艺1.1 铺炉前的检查先检查线圈是否有损伤,如有,则在损伤部位涂刷绝缘漆,将其修复,再用耐火泥修平炉墙,并将炉墙及炉底清理干净。

1.2 炉衬绝缘层的改进以往用5 m m 石棉板铺两层隔开感应圈和炉衬,以保证炉衬有良好的隔热及绝缘性能。

现在使用一层0.2 m m复合云母纸代替,复合云母纸的特性是:绝缘、耐高温、良好的隔热性、弹性和韧性等特点,使用复合云母纸替代石棉板不但可以是使炉衬有良好的隔热及绝缘性能,同时减少了对人体的危害因素,还间接的增加了炉衬的厚度,延长了炉衬的使用周期,保证了炉衬的安全平稳运行。

2 炉衬耐火材料及配比2.1 石英砂使用专业厂家提供的石英砂振实料,氧化硅含量:99.2%,密度:2.15 g /c m 3;氧化铝0.5%,粒度不大于4 m m ;氧化铁0.1%;其他0.2%。

要求:耐火度≥1720 ℃,软化温度≥1650 ℃,2.2 粘结剂粘结剂的加入量:硼酸、无水硼酸的加入量取决于炉子的化铁熔炼达到的温度。

2.3 材料的配比石英砂中的粗颗粒起骨架作用,抗冲击性,抗渣性强,高温性能好,能改善炉子的隔热性能,若含量太多,打结密度差,难以形成稳固完整的烧结层,易于造成炉衬的松散、破裂。

浅谈中频炉炉龄的提高

浅谈中频炉炉龄的提高

裂倾向加大 , 导致炉衬开裂 而使炉衬报废 , 使镁质 炉衬 材料 的使 用寿 命 大打折 扣 。 粒 度 级 配 、 界 颗粒 则 依 据 炉 子 的大 小 、 炼 临 冶 的钢种 、 使用环境 、 铁 ) 中的有害元素 的多少 、 钢( 液 供 电系统 所供 电流 的 大小来 决 定 的。 通 常 2t 右 的炉 子临界 颗 粒采用 5mm。 左
震动 , 腾 时受 金属 、 沸 熔渣 和 气 流 的 冲刷 , 就要 求 这 炉衬 材料 应 有 足够 的强 度 。 同时 , 要求 炉 衬材 料 还
12 镁 质 炉衬 材料 的使 用 .
通常冶炼普通钢采用重烧镁砂。冶炼高锰钢等 碱性 钢种 采 用 重烧 镁 砂 、或 重烧 镁 砂 加 中档镁 砂 、 或重烧镁砂加高纯镁砂 , 也有直接采用中档镁砂或 高纯镁 砂 的 。冶炼 不 锈钢则 采 用 电熔 镁砂 。而在 实 际使 用 过程 中 , 部分 使 用 单位 只 是将 购 进 的镁 砂 大 ( 烧镁砂 、 重 中档 镁 砂 、 纯 镁 砂或 电熔 镁 砂 , 二 高 或 种 、 二种 以上 的镁 砂 ) 或 简单 进行 级配 , 加入 1 % 在 . 5
须 大于 8 %, a 8 C O含 量 必须 小 于 4 SO 含量 必须 %,i 小 于 4 耐 火 度 必须 大 于 19 0℃ 。 减必 须 小 于 %, 0 灼
06% 。 .
够 的耐火 度和荷 重 软化 点 。在 炼 钢过 程 中 , 渣 、 炉 烟 尘在 高温 下 通 过炉 衬 的孔 隙 向其 内部 渗 透 。 耐火 使 材料熔 损 、 发生 组织 分 层 、 起 剥 落 , 引 这就 要 求 炉衬 材料 应有 较 强 的抗 渣 性 。开 启 炉 门 、 提升 炉 盖 等会 使 炉 衬用 耐 火材 料 的 温度 发 生 聚变 而 产生 剥 落 、 崩 裂 , 炉 衬 过 早 损坏 , 就 要 求 炉 衬 材 料 应 有 较 好 使 这 的抗 热震 性 。在 电炉 装料 时 、 炉衬 受 冲击 , 动 时受 倾
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中频感应电炉炉衬材料的选用及影响炉衬寿命因素的研究郑州翔宇铸造材料有限公司450016中频感应电炉因其熔化速度快、金属溶液温度高、化学成份均匀等优点,在现代铸造企业中的应用非常广泛,并且逐步向大型化发展。

各种铸铁、铸钢及有色合金的熔炼都可以使用。

感应电炉所用的炉衬材料,工作条件极其严酷:内侧盛载着高温金属液,外围是水冷的感应线圈,为了改善电磁耦合,还要使炉衬壁厚尽量降低,因而炉衬材料在使用过程中的温度梯度很大,每次金属液出炉后,炉壁的温度急剧下降,要承受骤冷、骤热的热冲击,而且还要承受熔炼过程中因电磁搅拌不断运动的金属液的冲刷和炉渣的侵蚀。

因此对炉衬材料种类的选用及使用都有严格的要求。

并且在使用过程中要对影响炉衬寿命的各种因素加以分析研究。

1中频感应电炉炉衬材料的选用:1.1 选用的炉衬材料应满足以下要求1.1.1炉衬材料要有高的耐火度:熔炼时钢液的最高温度可达1700℃,铁液的最高温度可达1500℃以上。

因此要根据所熔炼的材质选择满足熔炼温度的炉衬材料;1.1.2炉衬材料应具有良好的化学稳定性:在高温钢液、高真空、高碱性渣的接触下,应不参与化学反应,有良好的化学稳定性;1.1.3炉衬材料的耐热震性良好:应具有良好的耐急冷急热性能,适应从高温熔炼到出炉后由于温度和压力急剧变化炉衬壁内产生的应力作用而不开裂,耐热震性越好,炉衬的使用寿命越高;1.1.4炉衬材料应有一定的高温强度:熔炼过程中,炉壁要经受金属炉料的冲击力、金属液的静压力、电磁搅拌金属液运动的作用力、温差应力等作用,因此炉衬材料应具有一定的高温强度,在多种力的作用下不开裂、耐冲刷;1.1.5炉衬材料的热传导性要小:熔炼过程中,炉壁内外的温差很大,约有10-15%的热量通过炉壁向外散失,为减少热损失提高热效率,炉衬材料要有低的热传导率;1.1.6 炉衬材料中不能含有磁感应物,要有高的绝缘性能。

在高温下要有较高的绝缘电阻,以避免出现穿炉情况;1.1.7炉衬材料应适应环保要求:使用过程中不释放污染环境的物质,使用后的废料也不能对环境造成危害;1.1.8炉衬材料应根据所熔炼的材质及要求,选用性价比高的材料。

感应电炉所用的炉衬材料有炉外直接预成型的和炉内打结成型的。

炉外成型炉衬可以直接安装于感应线圈内即可使用,节约人力电力,安装快速效率较高,但目前局限于容量较小的电炉,大中型电炉基本上以炉内打结成型的较多。

1.2 常用炉衬材料的分类中频感应电炉所用的炉衬材料按性质可分为酸性、中性和碱性三类。

根据所熔炼材质的化学成份和质量要求,以及生产成本综合分析来确定适合的类别。

感应电炉常用的几种耐火材料性能:1.2.1酸性炉衬材料主要是石英砂炉料。

常用的是较纯净的精制石英砂,以及经高温煅烧晶型转化的石英砂和由纯净的石英砂经电炉熔炼的熔融石英。

精制石英砂资源丰富、价格低廉,但SiO2的熔点低,而且高温下的化学活性很强,易与熔炼过程中的一些氧化物产生化学反应,也易被一些较活泼的元素还原。

一般主要用于铁的熔炼或一些质量要求不高的钢的熔炼。

耐酸性渣能力强,不适合熔炼碱性金属。

一般小型感应电炉使用较多。

电熔石英砂有极低的热导率和极好的热稳定性及低的膨胀系数。

制作的炉衬材料有良好的抗热冲击力和抗侵蚀能力。

但它的价格比较昂贵。

1.2.2碱性炉衬材料主要是氧化镁含量92%以上的冶金镁砂和电熔镁砂,适合熔炼低硅合金钢及碱性钢种。

其耐火度很高,有良好的抗碱性渣性能和耐物理化学作用的稳定性。

但其膨胀系数较大,耐热震性能不好,间歇性作业炉壁易产生裂纹,适合用于连续性作业。

电熔镁砂因其纯度高、杂质少、性能优于普通冶金镁砂,可以熔炼耐热钢、不锈钢等材质。

其价格也较高。

电熔镁砂可用于普通感应电炉,也多用于真空感应炉。

氧化镁质材料一般用于中小型中频感应电炉较多。

1.2.3中性炉衬材料主要是氧化铝基材料,最常用的是煅烧铝矾土熟料和电熔刚玉。

铝矾土具有价格低、耐火度高、化学稳定性好及抗热震性能好的优点,适合熔炼灰铁、球铁、碳钢、高锰钢等材质。

其不易与酸、碱性渣起化学反应,间歇性开炉不易产生裂纹。

比较适合铸造工厂间歇性作业的工况条件。

相比石英砂酸性炉料没有硅尘危害,是一种质优价廉的常用材料。

电熔刚玉是铝矾土或氧化铝粉在电炉内重熔制得,Al2O3含量高,有极高的耐火度,各项性能均优于铝矾土。

氧化铝质材料经常用于炼钢炉衬的首选材料。

1.2.4镁铝尖晶石是一种人工合成的高级耐火材料,主要矿物组成为MgO·Al2O3,理论质量分数Al2O3 71.8%,MgO 28.2%,是MgO-Al2O3二元系中的一个化合物。

它的熔点为2135℃,耐火度约为1900℃,镁铝尖晶石的晶体结构特点是在Al-O和Mg-O之间有很强的离子键结合,使整个镁铝尖晶石内部结构均衡而牢固。

这种晶体结构特点造就了镁铝尖晶石有优良的耐热震性和抗渣性,在氧化与还原条件下具有良好的稳定性。

其较高的耐火度与较低的热膨胀系数等综合优点目前正广泛应用于大、中型感应电炉。

根据尖晶石的人工合成方法,常用的镁铝尖晶石可分为烧结和电熔两种工艺生产的材料:烧结镁铝尖晶石是用工业氧化铝粉与优质烧结镁砂或电熔镁砂为原料,经1400-1700℃烧结而成,致密度很高。

根据氧化镁与氧化铝的配比的不同,烧结后的尖晶石随氧化镁的质量分数的变化,其性质也有从中性到碱性的变化。

烧结镁铝尖晶石体积密度可达3.2g/cm3以上,各项性能指标均优于烧结镁砂,是一种广泛使用的优良耐火材料。

电熔镁铝尖晶石是用工业氧化铝粉与优质烧结镁砂在电弧炉内熔化制成,其纯度高,密度大,稳定,耐热震性好。

是一种高级耐火材料,但其价格较高,选用时还应注意其较大颗粒的结晶体有微气孔,可能会引起毛细效应的渗漏。

常用于制作无渣真空感应电炉炉衬材料。

在实际生产应用中,根据工况要求,常常要综合考虑各种耐火材料的优缺点,取其长补其短,达到较佳的使用效果。

单一的耐火材料不能满足要求的,可以和其它材料复合使用。

以氧化铝为基材配入适量的氧化镁成份制作的炉衬材料,高温烧结后能够形成镁铝尖晶石网络,具有优良的高温稳定性和强度,优良的抗冲击性能,对金属氧化物或炉渣有良好的抗侵蚀能力。

还可以在炉衬材料中适量加入耐磨材料,提高其抗磨损性能。

这种以氧化铝为基材适量加入氧化镁及其他能提高性能的材料的复合型炉衬材料在熔炼球铁、各种碳素钢、高锰钢、不锈钢和高合金钢等材质的使用过程中,取得了令人满意的效果。

2.影响炉衬寿命的因素中频感应电炉在使用过程中会不可避免地出现各种各样的问题,炉衬材料的寿命是最受关注的问题之一。

对于熔化工部来说,分析影响中频感应电炉炉衬寿命的因素是极其重要的。

2.1主要因素分析及对策2.1.1筑炉工艺:炉衬打结质量的好坏直接影响使用寿命。

炉衬的打结质量关系到烧结质量,烧结质量影响到使用性能。

打结炉衬时砂料保持粒度均匀,粗细颗粒不产生偏析,加料时层与层严密结合,打结后的炉衬致密度就高,烧结后的烧结层强度就高。

炉壁产生裂纹的倾向就比较小。

炉衬打结时振捣不实,会导致炉衬不致密或局部疏松,当金属液压力大时,就可能产生渗漏。

手工打结时打完一层后,没有将表面扒松就加料会导致分层,在使用过程中会产生横向裂纹,这种裂纹是无法弥合的。

烘炉和烧结过程中升温过快,炉料中的水分因急速逸出会在炉壁上形成大量微孔,这些微孔可能会导致金属液的渗透和吸附炉渣。

因此制定并严格遵守筑炉工艺操作规程是提高炉衬寿命的首要条件;2.1.2感应电炉容量的增大及炉壁厚度的降低都会影响使用寿命。

容量增大,炉壁承受金属液的静压力就增加。

炉底与炉壁结合处的压力最大,此处也是比较容易出现问题的部位。

随着静压力的增加,金属液向炉壁的微孔或微裂纹中渗透的几率也增大;电磁搅拌力也会增大,对炉壁的冲刷作用也增强。

有的单位一味追求超装,降低炉壁厚度,特别是较大电炉,炉衬的寿命会很明显降低。

选择适合大容量电炉的炉衬材料并达到合理壁厚,可以改善其使用状况。

2.1.3熔炼温度:熔炼的金属液温度过高会造成熔渣对炉衬的侵蚀加剧;金属液流动性增加向裂纹渗透加透,加剧了金属液对炉衬的化学侵蚀。

高温出铁、低温浇铸,一直是操作的准则。

但是每一种铸件都有其熔化工艺要求,在达到适合的温度时,不要过于追求过度的超温,要经常观察和测温。

在尽量控制过高熔炼温度的同时,也不要出现长时间高温或保温等待浇铸的情况,过高的温度不但易使合金烧损,也会损伤炉壁,同时能耗也会增加;2.1.4熔炼材质的影响:刚打好的炉衬,炉壁尚未完全烧结好,前几炉要用较洁净的金属材料,尽量避免成份复杂,含铁锈、油污较多的材料,特别是油浸废铁屑。

熔点低、流动性好的材质会对炉壁的渗透加剧;熔点高的材质需要较高的温度。

这些都有损炉衬的寿命,应安排在中后期熔炼比较合适。

另外熔炼不同的材质应注意金属材料的属性,如上一炉熔炼硫含量较高的铁,下一炉熔炼高锰钢极易造成炉壁侵蚀。

成份复杂,含较多铁锈、油污,没有清理的废料、回炉料在高温、高氧下形成的氧化物之间有复杂的穿插互溶作用,极易形成粘渣,并侵蚀炉壁,会使炉壁出现疏松而熔损。

带入的杂质不但加大了能耗,而且也会给铸件质量带来影响。

2.1.5熔炼操作的影响:熔化期金属炉料能否顺利熔化影响很大。

装料的松紧程度直接关系到炉料的熔化速度。

为了快速加热和熔化,装料要力求紧密,但又要避免熔化过程中出现“架桥”现象,这样会使下部已溶化的金属液过热,使金属液吸气和增加合金元素的烧损,延长熔化时间,高温和剧烈的涡流会严重侵蚀炉壁,出现“架桥”和处理“架桥”对炉壁的损伤很大。

当金属液面过低时,要特别注意加料,如果加入大块料而电炉又输入高功率,则底部将产生严重过热加剧侵蚀,整个炉衬中以中下部承受的静压力最大,温度最高,冲刷最严重。

熔炼的金属液达到适合的温度和质量要求之后,应停电出炉,这样不但安全而且降低了能耗,还可以保护炉衬的下半部不致因过热金属液的冲刷而损毁。

应尽量缩短熔炼时间,降低钢水熔炼耗电。

2.1.6熔渣对炉壁的侵蚀影响:炉渣的酸碱度应和炉衬材料的材质相适应。

氧化镁质炉衬材料耐碱性渣侵蚀能力强;硅质的酸性炉衬材料耐酸性渣能力较强;氧化铝质中性炉衬材料高温下在不同的酸碱度中会表现出典型的两性,其可以适应不同酸碱度的熔渣,但相比酸性炉料和碱性炉料来说稍差一些。

加入炉内的金属材料会带入各种不同的氧化物,不同材质、不同炉次的炉渣成份也不尽相同。

炉渣中存在的各种氧化物、碳化物、硫化物及各种形态的复合化合物,大部分都会和炉衬发生化学反应,生成不同熔点的新的化合物。

反应中生成的一些低熔点氧化物如铁橄榄石(FeOSiO2)、锰橄榄石(MnOSiO2)等熔点一般在1200℃左右范围内。

低熔点渣具有极好的流动性,可能会形成助熔剂作用,对炉衬产生剧烈的化学侵蚀,从而降低炉衬的使用寿命。

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