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感应炉炉衬耐用的要点​

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感应炉炉衬耐用的要点​
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编辑时间 : 2020-06-22

  感应炉炉衬耐用的要点


  感应炉的炉衬是属于消耗品,在金属加热用的中频加热炉中,还是金属熔炼的中频熔炼炉中,都必须使用炉衬材料。感应炉炉衬耐用就会增加中频加热炉或者中频熔炼炉的使用时间,提高整个中频加热炉或者中频熔炼炉的使用效率,对于感应炉的效益大有益处。海山电炉小编认为感应炉炉衬耐用的三个要点,在使用感应炉期间是值得大家重视的。


  一、感应炉炉衬使用温度

  感应炉在加热过程中具有一定温度,炉衬材料耐温度也是有一定极限,例如熔炼炉一般在1650度左右,与之相对应酸性炉衬材料最高温度在1750度,这样温度配置是比较合适的。而有的使用用感应炉厂家为了提高钢水流动性,盲目加高钢水温度,超过炉衬材料最高使用温度,就会缩减感应炉炉衬材料寿命。另外在冶炼合金钢时候,加入气氛还原,也会影响炉衬使用时间。


  二、感应炉炉衬材料的质量

  感应炉的炉衬材料质量及其性能的好坏对感应炉的使用寿命也会起到影响作用。感应炉筑炉耐火材料要有相当高的耐火度,在高温热负荷作用,不软化、不熔融。同时还要具有高的体积稳定性,抵抗高温热负荷作用,体积不收缩和仅有均匀膨胀。


  三、感应炉炉衬材料的成分

  感应炉耐火材料的成分不纯,耐火材料中含有杂质,在高温下能形成低熔点的化合物,从而降低了耐火材料的耐火度。因此,炉衬砂中要保证石英含量,严格控制杂质成分,炉衬砂成分控制如下:ω(SiO2)≥98.0%;ω(Al2O3)≤0.5%;ω(Fe2O3)≤0.5%;ω(TiO2)≤0.05%;ω(H2O)≤0.5%。


  四、感应炉炉衬材料粒度

  感应炉的耐火材料粒度配比也是很关键的一项,感应炉耐火材料合理的粒度配比,可以在筑炉过程中容易形成密度高的耐火层,在使用过程不易出现缺陷。下面是一组较合理的比例:3.35mm~5mm、0.85mm~1.70mm、0.1mm~0.85mm、0.1mm以下的比例分别为17%、33%、20%、30%。


  五、感应炉的烘炉曲线

  感应炉烘炉是为了获得炉衬烧结层的过程,烧结层的好坏直接影响到了感应炉的使用寿命,烘炉是一个重要的环节,一定要遵守烘炉曲线烘炉。炉腔筑好后,应立即进行烘炉;感应炉烘炉前,检查电气设备、冷却水系统是否正常;烘炉时要严格按烘炉曲线进行。烘炉曲线是烘炉过程中的关键因素,具体要点:

  ①要控制好加热速度,特别是烘炉早期,如果加热速度过快,炉衬中的水分排出过快则容易形成裂纹,使炉子的寿命大大缩短。

  ②当炉衬被加热到573℃时石英相变过程中膨胀过快将容易引起裂纹甚至剥落,因此在400℃加热到600℃时,加热速度应减慢,而在870℃时应保温1h~2h,使其能缓慢且完全的相变。

  ③烘炉最后阶段为烧结保温,烧结温度根据具体耐火材料而定,一般希望能得到厚度为炉衬厚30%的烧结层,因此,一般烧结温度高于出铁温度50~100℃。


  六、感应炉的操作

  感应炉在操作过程的各种工艺对炉子的使用寿命也相当重要,各种操作不当均可能会降低炉子的使用寿命。在感应炉的加料顺序上、在感应炉停炉后炉衬的保温上,在炉衬的检查修补上、在加料的轻拿轻放等等都要引起注意,坚决杜绝感应炉的野蛮操作,文明操作即可延长感应炉炉衬使用时间,提高感应炉的使用效率。


  中频感应炉炉衬剥落的原因分析及对策


  在工业炉中,尤其是使用不定形耐火材料作为炉衬的窑炉中,炉衬剥落是造成窑炉停炉、使用寿命减短的关键因素之一。下文以中频感应炉为例,详细分析了感应炉炉衬剥落的原因及应对措施。20吨中频感应炉,炉衬材料MS1001a,0.8%B2O3加入量,炉衬使用4炉后,检查炉衬时,发现炉衬侧墙和炉底的烧结层表面材料成块或成片的形式从炉衬表层掉落下来,之后炉衬烧结层表面出现凹坑。


  中频感应炉炉衬剥落缺陷产生的机理分析


  1、水蒸气产生的炉衬剥落

  100℃,一个标准大气压下,水的比体积为:0.00104344m3/kg(液体),1.6736m3/kg(蒸汽)。所以由水变成水蒸气后体积膨胀1618倍。

  如果炉衬材料含水率过高或者受潮,预制件、线圈浆料中新换且未经行完全烘烤排干水份,当这种炉衬打结后在烧结时,过快的升温将会且坩埚模具未设排气孔导致炉衬内部急剧产生的大量水蒸气无法快速排出而增压,最后冲破炉衬烧结层表面导致炉衬烧结层表层被顶出而剥落,就会发生上述情况。

  2、机械损伤产生的炉衬剥落

  炉衬在首炉烧结完成的初期,烧结层还没能建立起过硬的强度且厚度不够,如果大块炉料加入炉内将会导致回炉撞击炉衬,这就容易导致炉衬“被迫”剥落。

  3、膨胀系数不同产生的炉衬剥落

  这现象经常发生在炉衬热面被铁水和非侵润的结合部位。被侵润的热炉衬与未被侵润的冷炉衬界面在冷热循环的变化中,因膨胀系数的不同而产生界面分离。

  4、冷热急剧变换产生的炉衬剥落

  急剧的冷热温度变化,超过炉衬的耐热冲击能力及裂纹弥合能力。

  5、应力产生的炉衬剥落

  这种情况通常发生在炉底,炉衬寿命的中后期,炉衬四周被侵蚀,炉底底部不平时,炉衬被加热后膨胀应力会造成炉衬的爆裂和剥落。


  中频感应炉炉衬剥落缺陷对策


  炉衬剥落主要以水蒸气,应力产生的剥落为主,其它为辅。

  因此对于水分,打结炉衬前新修线圈胶泥、以及更换的预制件,可在炉内架设坩埚模具后用电炉电加热经过高温烘烤,彻底排尽其中的结晶水和水蒸气;购买之后的炉衬材料要及早使用并做好防潮措施,防止炉衬回潮;筑炉前应对线圈进行试水试压,防止内循环水微渗漏情况,导致水分进入炉衬内部,在烧结操作时升温要缓慢,并且坩埚模要有排气孔,保证水分的正常溢出。

  对于其他类型,冷庐加料时要使用块度小轻的生铁,不能使用大块回炉剧烈撞击冷态的炉衬;同时应选择合适的炉衬材料打结方法及烘烤工艺,放入坩埚模具前炉底必须要找好水平,防止出现应力剥落的产生。


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