服务与支持 设备维护常识

服务与支持

中频炉炉衬工艺方法探讨

2012年04月25日

 

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。经客户同意,特意和广大客户分享我公司客户济南一机床集团有限公司铸造厂,根据感应电炉工作的特点,结合本华信电炉公司生产的实际,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石英砂粒度/目 8~10 1O~20 20~40 270 
新工艺(质量分数,%)旧工艺(质量分数,%) 1010 3035 3025 3030 
 表2 炉口石英砂配方表石英砂粒度/目 1O~20 2O~40 270 硼酸 水玻璃 
新工艺(质量分数,%) 20 40 40 2.5 5 
 
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。针对这种情况,采用在炉口上方安放铝质压板防止膨胀。捣制炉衬时,一般由4人操作,采用4人轮换位置的方法捣制炉衬,可以是捣制的炉衬紧实度比较均匀。
 
三、硼酸加入量的选择
 
硼酸(H2BO3)在石英砂混合料中主要起粘结作用。硼酸的加入量在2%~2.5%之间比较合适,但在生产过程中发现,当炉衬中硼酸的含量大于2.5%时,随硼酸加入量的增加,炉龄显著下降,且在熔炼后,炉壁表面有液体晶体向下流动,其侵蚀速度随硼酸含量的增加而增大。因此,在烧制炉衬过程中硼酸的加入量选择2%~2.5%。
 
四、炉衬烧结方法的选择
 
在熔化铁水的过程中,炉衬要承受1550℃左右的高温,要求炉衬在高温下不熔化开裂,同时要抵抗高温铁水的冲刷和腐蚀。因此,除了合理选择石英砂的粒度配比、硼酸的加入量和炉衬的捣固方法外,还要适当地选择炉衬的烧结方法。在过去,采用的是连续送电烘烤工艺,洪炉时间达10h,消耗能源严重,生产效率低。
 
由于石英砂在各种不同的温度、升温速度条件下,有不同的状态转变,经试验后采用初期烘烤、一次烧结、二次烧结的烘炉工艺,既节省了能源,又提高了生产率。
 
初期烘烤升温在550℃以下,烘烤时用木材,目的主要是在排出炉衬中的水分。
 
一次烧结在550-1200℃进行,让硼酸处于熔融状态,使石英砂由β石英转变为α石英。
 
二次烧结在1200-1450℃进行,使α石英充分转变为α磷石英。炉衬内壁烧结成整体熔化欣水时,当炉料化完后,保温3~4h后出铁,然后连续熔化2~3炉。表3为炉衬的烧结工艺。
 
表3 炉衬的烧结工艺烧结工艺 初期烘烤 一次烧结 二次烧结 
功率/kW - 20 30 40 50 60 
时间/min 木材12O~180 60 60 60 120 120 
回到顶部

研发

50 + 
研发人员

3,000,000 
研发年投入

中频电炉

  • 1500台套
  • 多领域应用

全球中文官网
鲁ICP备16045466号-2 版权所有©山东华信电炉有限公司 咨询热线:139-0646-8118