工频有心感应电炉熔沟漏锌分析
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液从熔沟的炉衬中渗出， 也就是漏锌。 一漏锌就造成感应体线圈绝缘烧坏引 起短路， 烧坏线圈， 当电炉有多个线圈烧坏，又不能修复，就会造成电炉报废。本文主要就熔沟漏锌原因进行理论 分析和对熔沟炉衬的 修复做个介绍。
２ 锌液从熔沟炉衬漏出的原因进行分析
２１ 锌液的 ． 渗透作用和过高炉温的影响 锌液的 渗透作用是耐火材料形成网 状裂纹以 及炉温过高是有芯炉锌环 （ 熔沟） 炉衬漏锌的
形成漏锌。 表 ２ 锌有关的物理性能参数
表面张力
℃
５０ １ ５ 叨 自） ） ４ ６０
导热系数 Ｎ知 产
众７ ５ ８ 众７ ４ ７ 氏７ 朋 ０７ １ ６
密度 ， ｍｋ ／（ ・ ）
１２２ １ １
５‘ ７７ ８ 弱． 洲
℃
１ ８
日 Ｘ１ ６口 习
停电，而导致刚筑好炉在烘炉过程中就出现两个熔沟漏锌的现象。 ２３ 分析炉衬所受外力作用的影响 ．
从感应器熔沟平面剖视图 （ ） 图１
见图１ 锌环熔沟部位炉衬工作条件十分差， ， 炉衬的厚度仅为６￣７ｌ， ５ ０ｕ 在正常的工作状 ‘ ｎ 况下受几个力作用： ①液态静压力； ②锌环部位内 外温差达到 ５ ℃，因而熔沟壁承受的热应 ０ 力很大； ③熔沟内的 锌液在电 磁场的作用下， 产生电 磁力， 使锌液有向 炉衬侵入的倾向，且初 级线圈电 流越大， 该力越大。 各种外部作用力的影响很容易 使熔沟漏锌．
重要原因之一。
金属渗透是指金属液体对耐火材料贯气孔的 浸入和填充作用。 在渗透前沿， 金属液体凝固 在等温线上， 渗透面与耐火材料表面平行，网 状裂纹即 就是一种被金属填充的缝隙，当 裂纹不 预先存在时， 它与渗透相关联， 并且渗透区的形成，改变了 炉衬的应力特征，引 起热膨胀， 从
而导致裂纹的增加。
℃
２ ７ ４９ ５ １
创。 留
７１ Biblioteka Baidu３ ６９ ．２
６ 的 ８ ０
丘８ １ ６５ ７
７ ０
６ ２ ５ ５
３ 结论
提高熔沟衬的使用寿命的重要途径有以 下几个方面： ①降低熔剂向 耐火材 料内 迁移的能力， 在这方面主要控制好材料的气孔率尽可能小， 气孔尺寸尽可能小。 研究使用高级耐火材料或 并 使用新工艺。②提高 筑炉、 烤炉的工艺水平， 尤其是构筑熔沟炉衬的工艺水平。③选好筑炉用 耐火材料， 搞好材料的 精度和成分的配比。 ④处理好冻炉事故的 重开炉工作，防止在相变膨胀
力及蒸汽压力共同作 用下， 熔沟炉衬的 漏锌。
参考文献 （ 略）
炉 膛
图 １ 熔沟平面剖视图
１０ ７
工频有芯感应电炉熔沟漏 锌分析— 刘立群
２４ 冻炉、半冻炉开炉对熔沟炉衬的影响 ．
冻炉后开炉， 由于处理不当， 致使锌环内薪液温度急剧上升， 甚至达到 汽化点以 而温度 上， 越高 锌液的表面张力越小，渗透能力越强（ ， 见表２，温度很高的 ） 熔融锌液便 从炉衬渗透出去，
１８ ６
中国 首届熔池熔炼技术及装备专题研讨会
工频有芯感应电炉熔沟漏锌分析
刘立群
（ 湖南株冶火炬金属股份有限公司锌成品厂， 湖南， 株洲 ４２０ １０ ４ ）
摘 要： 文章介绍了 感应电炉 有芯 熔沟炉 衬的耐火材料、 结构、筑炉工艺以 及炉 衬所受力
等 方 入 ， 用 关 论 析 沟 锌 因’ 绍 沟 衬 修 材 和 复 艺 各 面手运有理分熔漏原；介熔炉的复料修生。 并
表 １ 不同温度下的锌的蒸气压
温 度 ，℃
４ ９５ １．
蒸气压，Ｐ ａ
１９ ３ ６。２
７ ８ 。９ ９ １９
１ １５ ０３
１ ３ 。１ ４ ６ ５ ４ ７
对于筑炉工艺， 工频炉一般采用人工打结炉衬， 其工艺特别强调筑炉工作要认真、 仔细、 严肃， 并且筑炉要一气呵成，否则将直接影响炉衬的寿命。 某厂一合金炉因在筑炉过程中出 现
一旦锌液浸入耐火材料， 不更换炉衬就无法清除。 其实， 锌液的少量浸入未必是坏事。 事 实上， 各种耐火材料都发生类似现象。 不过， 象工频炉的金属网 状渗透总是发生在感应器部位，
其起始原因是由 于烘炉时感应器部位形成气孔， 此外， 干振动成型料中也有贯气孔的存在。
渗透的 危害性是随炉子的功率增大， 温度升高等现象不断加剧， 起金属液渗透的 并引 更加 深入和不断扩展，并且当炉温高达某一定程度时， 熔沟炉衬就出 现了漏锌现象。
关 健词： 熔沟 炉 衬 漏 锌 结合剂 修复
１ 前言
工频有芯感应电 （ 下简称工频炉） 炉 以 在熔锌阴极片中， 与反射炉相比， 具有直收率高， 环境污染小，劳动强度低等特点，因而许多大型的锌冶炼厂采用工频炉来熔锌， 生产锌成品。 工频炉的 寿命主要受熔沟的 炉衬影响。 工频炉的 熔沟炉 衬很薄， 在锌液的 静压力、 热应力、 金属流体强烈流动的 冲刷力、 感应体产生的电 磁力以 及多 种原因的共同 作用下， 易造成熔融锌
工频有芯感应电炉熔沟漏锌分析— 刘立群
１９ ６
２２ 筑炉材料的选用以及筑炉工艺操作不严格， ． 致使熔沟炉衬质量差 炉衬材料也是影响有芯感应炉炉寿的 关键原因 之一， 它除了 具有一般感 应体熔沟炉衬的耐 火材料，如耐高温、 抗冲刷、 抗腐蚀和热稳定性好之外，还必须具备以 下特点： ①由 于锌液粘 性小， 流动性 好， 且极易汽化 （ １， 见表 ） 渗透能力非常强， 要求耐火材料必须具有更高的 所以 致密度和强度， 以抵抗锌液及锌蒸气的 侵蚀和穿透。 于锌液本身熔点 （１℃） ②由 ４ ９ 较低， 热容 量比 较小， 一旦遇到紧急停电 极易发生冻结而堵塞熔沟，因此， 要求耐火材料具备良 化学 好的 稳定性和体积稳定性， 保证其不与锌液反应、 不挂渣，从而确保熔沟中 金属流动顺利畅 通。 有 的炉衬漏锌是因为选材以 及没搞好材料精度和成分的 配比。
２ 锌液从熔沟炉衬漏出的原因进行分析
２１ 锌液的 ． 渗透作用和过高炉温的影响 锌液的 渗透作用是耐火材料形成网 状裂纹以 及炉温过高是有芯炉锌环 （ 熔沟） 炉衬漏锌的
形成漏锌。 表 ２ 锌有关的物理性能参数
表面张力
℃
５０ １ ５ 叨 自） ） ４ ６０
导热系数 Ｎ知 产
众７ ５ ８ 众７ ４ ７ 氏７ 朋 ０７ １ ６
密度 ， ｍｋ ／（ ・ ）
１２２ １ １
５‘ ７７ ８ 弱． 洲
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１ ８
日 Ｘ１ ６口 习
停电，而导致刚筑好炉在烘炉过程中就出现两个熔沟漏锌的现象。 ２３ 分析炉衬所受外力作用的影响 ．
从感应器熔沟平面剖视图 （ ） 图１
见图１ 锌环熔沟部位炉衬工作条件十分差， ， 炉衬的厚度仅为６￣７ｌ， ５ ０ｕ 在正常的工作状 ‘ ｎ 况下受几个力作用： ①液态静压力； ②锌环部位内 外温差达到 ５ ℃，因而熔沟壁承受的热应 ０ 力很大； ③熔沟内的 锌液在电 磁场的作用下， 产生电 磁力， 使锌液有向 炉衬侵入的倾向，且初 级线圈电 流越大， 该力越大。 各种外部作用力的影响很容易 使熔沟漏锌．
重要原因之一。
金属渗透是指金属液体对耐火材料贯气孔的 浸入和填充作用。 在渗透前沿， 金属液体凝固 在等温线上， 渗透面与耐火材料表面平行，网 状裂纹即 就是一种被金属填充的缝隙，当 裂纹不 预先存在时， 它与渗透相关联， 并且渗透区的形成，改变了 炉衬的应力特征，引 起热膨胀， 从
而导致裂纹的增加。
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７１ Biblioteka Baidu３ ６９ ．２
６ 的 ８ ０
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３ 结论
提高熔沟衬的使用寿命的重要途径有以 下几个方面： ①降低熔剂向 耐火材 料内 迁移的能力， 在这方面主要控制好材料的气孔率尽可能小， 气孔尺寸尽可能小。 研究使用高级耐火材料或 并 使用新工艺。②提高 筑炉、 烤炉的工艺水平， 尤其是构筑熔沟炉衬的工艺水平。③选好筑炉用 耐火材料， 搞好材料的 精度和成分的配比。 ④处理好冻炉事故的 重开炉工作，防止在相变膨胀
力及蒸汽压力共同作 用下， 熔沟炉衬的 漏锌。
参考文献 （ 略）
炉 膛
图 １ 熔沟平面剖视图
１０ ７
工频有芯感应电炉熔沟漏 锌分析— 刘立群
２４ 冻炉、半冻炉开炉对熔沟炉衬的影响 ．
冻炉后开炉， 由于处理不当， 致使锌环内薪液温度急剧上升， 甚至达到 汽化点以 而温度 上， 越高 锌液的表面张力越小，渗透能力越强（ ， 见表２，温度很高的 ） 熔融锌液便 从炉衬渗透出去，
１８ ６
中国 首届熔池熔炼技术及装备专题研讨会
工频有芯感应电炉熔沟漏锌分析
刘立群
（ 湖南株冶火炬金属股份有限公司锌成品厂， 湖南， 株洲 ４２０ １０ ４ ）
摘 要： 文章介绍了 感应电炉 有芯 熔沟炉 衬的耐火材料、 结构、筑炉工艺以 及炉 衬所受力
等 方 入 ， 用 关 论 析 沟 锌 因’ 绍 沟 衬 修 材 和 复 艺 各 面手运有理分熔漏原；介熔炉的复料修生。 并
表 １ 不同温度下的锌的蒸气压
温 度 ，℃
４ ９５ １．
蒸气压，Ｐ ａ
１９ ３ ６。２
７ ８ 。９ ９ １９
１ １５ ０３
１ ３ 。１ ４ ６ ５ ４ ７
对于筑炉工艺， 工频炉一般采用人工打结炉衬， 其工艺特别强调筑炉工作要认真、 仔细、 严肃， 并且筑炉要一气呵成，否则将直接影响炉衬的寿命。 某厂一合金炉因在筑炉过程中出 现
一旦锌液浸入耐火材料， 不更换炉衬就无法清除。 其实， 锌液的少量浸入未必是坏事。 事 实上， 各种耐火材料都发生类似现象。 不过， 象工频炉的金属网 状渗透总是发生在感应器部位，
其起始原因是由 于烘炉时感应器部位形成气孔， 此外， 干振动成型料中也有贯气孔的存在。
渗透的 危害性是随炉子的功率增大， 温度升高等现象不断加剧， 起金属液渗透的 并引 更加 深入和不断扩展，并且当炉温高达某一定程度时， 熔沟炉衬就出 现了漏锌现象。
关 健词： 熔沟 炉 衬 漏 锌 结合剂 修复
１ 前言
工频有芯感应电 （ 下简称工频炉） 炉 以 在熔锌阴极片中， 与反射炉相比， 具有直收率高， 环境污染小，劳动强度低等特点，因而许多大型的锌冶炼厂采用工频炉来熔锌， 生产锌成品。 工频炉的 寿命主要受熔沟的 炉衬影响。 工频炉的 熔沟炉 衬很薄， 在锌液的 静压力、 热应力、 金属流体强烈流动的 冲刷力、 感应体产生的电 磁力以 及多 种原因的共同 作用下， 易造成熔融锌
工频有芯感应电炉熔沟漏锌分析— 刘立群
１９ ６
２２ 筑炉材料的选用以及筑炉工艺操作不严格， ． 致使熔沟炉衬质量差 炉衬材料也是影响有芯感应炉炉寿的 关键原因 之一， 它除了 具有一般感 应体熔沟炉衬的耐 火材料，如耐高温、 抗冲刷、 抗腐蚀和热稳定性好之外，还必须具备以 下特点： ①由 于锌液粘 性小， 流动性 好， 且极易汽化 （ １， 见表 ） 渗透能力非常强， 要求耐火材料必须具有更高的 所以 致密度和强度， 以抵抗锌液及锌蒸气的 侵蚀和穿透。 于锌液本身熔点 （１℃） ②由 ４ ９ 较低， 热容 量比 较小， 一旦遇到紧急停电 极易发生冻结而堵塞熔沟，因此， 要求耐火材料具备良 化学 好的 稳定性和体积稳定性， 保证其不与锌液反应、 不挂渣，从而确保熔沟中 金属流动顺利畅 通。 有 的炉衬漏锌是因为选材以 及没搞好材料精度和成分的 配比。