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提高中頻爐爐襯壽命的筑爐工藝探討
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提高中頻爐爐襯壽命的筑爐工藝探討
中頻無芯感應(yīng)爐爐襯的高溫性能主要取決于所用耐火材料的物理、化學(xué)性能及礦物組成，在原輔材料選定的前提下，燒結(jié)工藝是使?fàn)t襯獲得良好顯微組織結(jié)構(gòu)以充分發(fā)揮其耐高溫性能的的關(guān)鍵工序。爐襯燒結(jié)的致密化程度與耐火材料的化學(xué)組成、粒度配比、燒結(jié)工藝和燒結(jié)溫度等因素有關(guān)。
我公司（德昌電爐）通過多年來熔煉爐現(xiàn)場積累的經(jīng)驗，總結(jié)出了合理的筑爐打結(jié)工藝和烘烤燒結(jié)工藝，使?fàn)t齡大幅度上升，1.5T中頻爐干式打結(jié)爐襯的爐齡（經(jīng)一次中修）高達216爐次，取得了顯著的經(jīng)濟效益。
筑爐工藝：
對筑爐用水晶石英砂進行如下處理：
1手選：主要去除塊狀物及其它雜質(zhì)；
2磁選：必須完全去除磁性雜質(zhì)；
3干式搗打料：必須進行緩慢烘干處理，烘干溫度為200℃－300℃，保溫4小時以上。
4粘結(jié)劑的選用：用硼酐（B2O3）代替硼酸（H3BO3）作粘結(jié)劑，加入量為1.1%－1.5%.
5筑爐材料的選用及配比：
5.1筑爐材料的選用：應(yīng)注意，不是所有SiO2≥99%的石英砂均可用作感應(yīng)爐爐襯材料，重要的是石英晶粒大小，晶粒越粗大，晶格缺陷越少越好，（如水晶石英砂SiO2純度高，外表潔白、透明。）爐子容量越大，對晶粒的要求越高?！ ?br />
5.2配比：爐襯用石英砂配比：6－8目10%－15%，10－20目25%－30%，20－40目25%－30%，270目25%－30%.
6爐襯的打結(jié)：爐襯打結(jié)質(zhì)量好壞直接關(guān)系到燒結(jié)質(zhì)量。打結(jié)時砂粒粒度分布均勻不會產(chǎn)生偏析，打結(jié)后的砂層致密度高，燒結(jié)后產(chǎn)生裂紋的幾率下降，有利于提高感應(yīng)爐爐襯使用壽命?！ ?br />
6.1干式打結(jié)爐襯（以1.5t中頻無芯感應(yīng)爐為例）：線圈絕緣膠泥的應(yīng)用：1.5t中頻無芯感應(yīng)爐的感應(yīng)圈涂覆有絕緣膠泥層。與感應(yīng)路通常使用的絕緣材料云母、玻璃絲布等相比，使用線圈絕緣膠泥有如下好處：**，烘干后，厚度為8－15mm的線圈絕緣膠泥層具有良好的絕緣性能，完全可代替云母和玻璃絲布，充當(dāng)線圈和爐襯之間的絕緣保護層；膠泥材料的導(dǎo)熱系數(shù)較高，不必擔(dān)心相對較厚的膠泥層會影響熱面爐襯的三層結(jié)。第二，膠泥層位于線圈和保溫層之間，正常情況下，環(huán)境溫度很低（＜300℃，偶爾有金屬液接近其表面時膠泥層會釋放出少量殘余的水分，使絕緣電阻降低，系統(tǒng)提供早期報警。第三，利用膠泥本身高于1800℃的耐火度，當(dāng)偶爾有金屬液滲漏到其表面時，膠泥能給線圈提供一層保護屏障，當(dāng)出現(xiàn)報警時，膠泥層可提供一定的事故處理時間。第四，對帶有底頂出式的爐子而言，將膠泥制作成帶有錐度的形狀，避免了爐襯與線圈的摩擦，同時利用其強度對線圈進行固定，避免了線圈在使用和建、拆爐過程中的變形，延長了線圈的使用壽命。第五，線圈與膠泥層作為爐子的永火襯，雖一次性費用高，施工周期長，但其使用壽命可以與線圈相同，也可進行局部修補，因此就整體而言降低了筑爐成本。干式打結(jié)爐襯前，首先在爐子線圈絕緣層內(nèi)鋪設(shè)一層石棉板和一層玻璃絲布，鋪設(shè)時除手工平整壓實各層材料外，還要用彈簧圈上下繃緊，搗固石英砂時，自上而下逐個移動彈簧圈，直至爐襯打結(jié)完畢。
6.2打結(jié)爐底：爐底厚約280mm，分四次填砂，人工打結(jié)時防止各處密度不均，烘烤與燒結(jié)后的爐襯不致密。因此，必須嚴(yán)格控制加料厚度，一般填砂厚度不大于100mm/每次，爐壁控制在60mm以內(nèi)，多人分班操作，每班4－6人，每次打結(jié)30分鐘換人，圍繞爐子緩慢旋轉(zhuǎn)換位，用力均勻，以免造成密度不均。
爐底打結(jié)達到所需高度時刮平，即可放置坩堝模。對此，應(yīng)注意保證坩堝模與感應(yīng)圈同心，上下調(diào)整垂直，模樣盡量與所筑爐底緊密結(jié)合，調(diào)整周邊間隙相等后用三個木楔卡緊，中間吊重物壓上，避免爐壁打結(jié)時石英砂產(chǎn)生位移?！ ?br />
6.3打結(jié)爐壁：爐襯厚度為110-120mm，分批加入干式打結(jié)料，布料均勻，填料厚度不大于60 mm，打結(jié)15分鐘（人工打結(jié)），直至與感應(yīng)圈上緣平齊。在打結(jié)完后坩堝模不取出，烘干和燒結(jié)時起感應(yīng)加熱作用。
7烘烤與燒結(jié)規(guī)范：為獲得爐襯的三層結(jié)構(gòu)，烘烤和燒結(jié)工藝大致分為三個階段：
7.1烘烤階段：分別以25℃/h、50℃/h的速度將坩堝模加熱至600℃，保溫4h，目的是徹底排除爐襯中的水分。
7.2半燒結(jié)階段：以50℃/h升溫至900℃，保溫3h，以100℃/h升溫至1200℃，保溫3h，必須控制升溫速度，防止產(chǎn)生裂紋?！ ?br />
7.3完全燒結(jié)階段：高溫?zé)Y(jié)時，坩堝的燒結(jié)結(jié)構(gòu)是提高其使用壽命的基礎(chǔ)。燒結(jié)溫度不同，燒結(jié)層厚度不足，使用壽命明顯降低?！ ?br />
1.5T中頻爐在烘烤過程中加入了約750公斤鐵料增強感應(yīng)圈加熱作用，隨著烘烤與燒結(jié)的持續(xù)進行，通過低功率送電產(chǎn)生較為平穩(wěn)的電磁力攪拌鐵水，是爐襯上下受熱均勻。嚴(yán)格控制石英砂三個相變區(qū)的溫度，促進石英砂相變充分，提高了爐襯的首次燒結(jié)強度。
小結(jié)
對于中、工頻爐爐襯的壽命，除保證獲得完整合理的三層爐襯外，還應(yīng)注意平時的操作，筑爐是選用優(yōu)質(zhì)干凈的筑爐材料，合理配比，精心打結(jié)，科學(xué)烘烤與燒結(jié)規(guī)范，嚴(yán)格操作工藝，即可延長爐子使用壽命。
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