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中頻爐爐襯的選擇
廠家：中頻爐爐襯的選擇 日期：：2019-12-13 瀏覽次數： 83
洛陽萬峰工業爐小編為大家介紹中頻爐爐襯材料的選用要求，分析了打結工藝、熔煉溫度、熔煉材質、熔煉操作、熔渣侵蝕等對爐襯壽命的影響。通過選用適合的爐襯材料，執行嚴格的筑爐烘烤操作工藝，制定合理的熔煉工藝，采用新型輔助材料，以延長爐襯使用壽命，實現節能、降耗.
中頻爐因其熔化速度快、金屬液溫度高、化學成分均勻等優點，在現代鑄造企業中的應用非常廣泛，并且逐步向大型化發展。各種鑄鐵、鑄鋼及有色合金的熔煉都可以使用。感應電爐所用爐襯材料的工作條件極其嚴酷：其內側盛載高溫金屬液，外圍是水冷感應線圈，為了改善電磁耦合，還要使爐襯壁厚盡量減小，因而爐襯材料在使用過程中的溫度梯度很大，每次金屬液出爐后，爐壁的溫度急劇下降，要承受驟冷、驟熱的沖擊，而且還要承受熔煉過程中因電磁攪拌不斷運動的金屬液的沖刷和爐渣的侵蝕，因此對爐襯材料種類的選擇及使用都有嚴格的要求，并且在使用過程中要對影響爐襯壽命的各種因素加以分析。爐襯材料要具備足夠的耐火度。中頻爐熔煉時鋼液的最高溫度可達1700℃，鐵液的最高溫度可達1500℃以上。因此要根據所熔煉金屬的材質選擇能滿足熔煉溫度的爐襯材料。
爐襯材料應具有良好的化學穩定性。熔渣侵蝕是耐火材料在使用過程中最常見的一種損壞形式，因此應盡量選用與熔渣化學成分相近的耐火材料，減弱其界面上的反應強度。爐襯材料應具有良好的耐急冷急熱性能，可適應從高溫熔煉到金屬液出爐后，由于溫度和壓力急劇變化在爐襯壁內所產生的應力作用，確保其不開裂。耐熱震性越好的爐襯使用壽命越長。爐襯材料應有一定的高溫強度。熔煉過程中，爐壁要經受金屬爐料的沖擊力、金屬液的靜壓力、電磁攪拌金屬液運動的作用力及溫差應力的作用，因此爐襯材料應具有一定的高溫強度，在多種力的作用下不開裂、耐沖刷。爐襯材料的熱傳導性要小，電導率要低。熔煉過程中，爐壁內外的溫差很大，約有1O％～15％的熱量通過爐壁向外散失，為減少熱損失、提高熱效率，爐襯材料要有低的熱傳導率。電導率是電阻率的倒數。電導率越大則導電性能越強，反之越小。因此，爐襯材料要有低的電導率，不能含有磁感應物，尤其是爐襯打結過程中絕不允許有金屬或電導性較強的夾雜物存在。爐襯材料應根據所熔煉的材質及要求，選用性價比高的材料。爐襯材料應適應環保要求，使用過程中不釋放對人體有毒、有害及污染環境的物質，使用后的廢料也不能對環境造成危害。感應電爐所用爐襯分為爐外直接預成形和爐內打結成形。爐外成形爐襯直接安裝于感應線圈內即可使用，節約人力、電力，安裝快速，效率較高，但目前局限于容量較小的電爐，大中型電爐基本上以爐內打結成形爐襯為主。
爐襯打結質量的好壞直接影響使用壽命。保持砂料粒度均勻，粗細顆粒不產生偏析，加料時層與層嚴密結合，打結后的爐襯致密度越高，燒結后的燒結層強度就高，爐壁產生裂紋的傾向就比較小。爐襯打結時振搗不實，會導致爐襯不致密或局部疏松，當金屬液壓力大時，就可能產生滲漏。手工打結一層后，未將表面扒松就加料會導致分層，使用過程中爐襯會產生橫向裂紋，這種裂紋是無法彌合的。烘爐和燒結過程中升溫過快，爐料中的水分因急速逸出會在爐壁上形成大量微孔，這些微孔可能會導致金屬液滲透和吸附爐渣。因此制定并嚴格遵守筑爐工藝操作規程是延長爐襯壽命的首要條件。感應電爐容量增大，爐壁承受金屬液的靜壓力增加。爐底與爐壁結合處的壓力最大，隨著靜壓力的增加，金屬液向爐壁的微孔或微裂紋中滲透的幾率也增大；同時，電磁攪拌力的增大對爐壁的沖刷作用也會增強。若為追求超裝，減小爐壁厚度，特別是較大電爐，爐襯的壽命會很明顯縮短。選擇適合大容量電爐的爐襯材料并達到合理壁厚，可以改善其使用狀況。熔煉的金屬液溫度過高，熔渣對爐襯的侵蝕加劇；金屬液流動性好，對爐襯的化學侵蝕加劇。高溫出鐵、低溫澆注一直是操作的準則。每～種鑄件都有其熔化工藝要求，要經常觀察和測溫以達到適合的溫度，不要過于追求超溫。在盡量控制過高熔煉溫度的同時，也不要出現長時間高溫或保溫等待澆注的情況，過高的溫度不但易使合金燒損，也會損傷爐壁，同時能耗也會增加。
剛打好的爐襯，爐壁尚未完全燒結，前幾爐熔煉時應選用較潔凈的金屬材料，盡量避免成分復雜，含鐵銹、油污較多的材料，特別是油浸廢鐵屑。熔點低、流動性好的材質會加劇對爐壁的滲透，熔點高的材質需要較高的溫度，這些都有損爐襯的壽命，應安排在中后期熔煉比較合適。另外應注意不同金屬材料的屬性，如前一爐熔煉硫含量較高的鐵水，后一爐熔煉高錳鋼便極易造成爐壁侵蝕。成分復雜、含較多鐵銹和油污、未經清理的廢料、回爐料在高溫、高氧下形成的氧化物之間有復雜的互熔作用，極易形成粘渣而侵蝕爐壁，使其出現疏松而熔損，帶入的雜質不但加大了能耗，而且也會影響鑄件質量。
金屬爐料裝料的疏密程度直接關系到爐料的熔化速度。為了快速加熱和熔化，裝料要力求緊密，但又要避免熔化過程中出現“架橋”現象，使下部已熔化的金屬液過熱，造成金屬液吸氣并增加合金元素的燒損，延長熔化時間，高溫和劇烈的渦流嚴重侵蝕爐壁。當金屬液面過低時，如果加入大塊料而電爐又輸入高功率，則底部將產生嚴重過熱而加劇侵蝕。整個爐襯中以中下部承受的靜壓力最大、溫度最高、沖刷最嚴重，熔煉的金屬液達到適合的溫度和質量要求之后，應停電出爐，這樣不但安全而且可降低能耗，還可以保護爐襯的下半部不致因過熱金屬液的沖刷而損毀。應盡量縮短熔煉時間，降低鋼水熔煉耗電。
爐渣的酸堿度應與爐襯材料相適應。氧化鎂質爐襯材料耐堿性渣侵蝕能力強；硅質的酸性爐襯材料耐酸性渣能力較強；氧化鋁質中性爐襯材料高溫下在不同的酸堿度中會表現出典型的兩性，可以適應不同酸堿度的熔渣，但相比酸性爐料和堿性爐料稍差一些。加入爐內的金屬材料會帶入各種不同的氧化物，不同材質、不同爐次的爐渣成分也不盡相同。爐渣中存在的各種氧化物、碳化物、硫化物及各種形態的復合化合物，大部分都會和爐襯發生化學反應，生成不同熔點的新的化合物。反應中生成的一些低熔點氧化物，如鐵橄欖石(FeO·SiO2)、錳橄欖石(MnO·SiO2)等熔點一般在1200℃左右。低熔點渣具有極好的流動性，可能會形成助熔劑的作用，對爐襯產生劇烈的化學侵蝕，從而縮短爐襯的使用壽命。反應中生成的高熔點渣，如莫來石(3A1O·2SiO2)、鎂橄欖石(2MgO·SiO)及一些高熔點的金屬元素熔點可達1800℃以上，懸浮在金屬液中的高熔點渣和低熔點渣之問的互熔，使這些熔渣極易粘附在爐壁上并形成累積，造成嚴重的粘渣，影響電爐的功率、熔速和容量，直至爐襯壽命。出現這樣的情況可以采取以下措施：
通過加強對入爐料的管理，大幅度減少帶有砂子、鐵銹、油污的材料，以及含有各種雜質.的廢料和回爐料的入爐，防止感應電爐爐襯侵蝕和粘渣。根據爐襯和所熔合金的材質確定加料順序和合適的熔化工藝，盡量減少雜質與爐襯接觸的機會和時問，以有效防止感應電爐爐襯粘渣。采用新型輔助材料清潔金屬液和爐渣中的氧化物及雜質，如以多元素復合脫氧劑代替單一元素脫氧劑。單一元素脫氧劑脫氧產物的熔點較高，在金屬液中以固態質點存在，很難排出，也易粘附在爐壁上；而稀土元素作為脫氧劑雖然脫氧能力強，但其脫氧產物密度大，不易從金屬液中排除，而且稀土元素還容易與硅質和氧化鋁質爐襯材料中的SiO和Al0發生化學反應，侵蝕爐壁。多元素復合脫氧劑，如硅鋁鋇鈣的脫氧能力強，脫氧后的產物是液態質點，容易上浮除去。金屬液中的多種熔渣化合物及有害氣體，如果不能徹底清除，不但造成爐襯粘渣，而且也會使鑄件產生各種鑄造缺陷。高質量的除渣劑能夠將金屬液表面的浮渣清除干凈，但是卻無法清除混熔和懸浮在金屬液中的雜質和氣體。鋼(鐵)水清潔劑是一種復合材料，適合在球鐵、灰鐵、碳鋼、合金鋼、高錳鋼、不銹鋼等材質中使用，可以將金屬液中的氧化物迅速還原清除，凈化金屬液，并明顯降低其黏度，提高流動性。熔煉過程中，鋼(鐵)水清潔劑能有效軟化爐渣，防止不易熔解的氧化物粘附在爐壁上，提高能效，縮短熔煉時間，同時也能有效清除粘附在爐襯上的爐渣，延長爐襯使用壽命。
中頻爐的使用過程是一個綜合的系統工程，“三分在材料，七分在使用”。除選用適合的爐襯材料外，執行嚴格的筑爐烘烤操作工藝，制定科學合理的熔煉工藝，采用新型輔助材料及細致的操作、精心的維護都是延長爐襯壽命，實現節能降耗的有效途徑。
中頻爐因其熔化速度快、金屬液溫度高、化學成分均勻等優點，在現代鑄造企業中的應用非常廣泛，并且逐步向大型化發展。各種鑄鐵、鑄鋼及有色合金的熔煉都可以使用。感應電爐所用爐襯材料的工作條件極其嚴酷：其內側盛載高溫金屬液，外圍是水冷感應線圈，為了改善電磁耦合，還要使爐襯壁厚盡量減小，因而爐襯材料在使用過程中的溫度梯度很大，每次金屬液出爐后，爐壁的溫度急劇下降，要承受驟冷、驟熱的沖擊，而且還要承受熔煉過程中因電磁攪拌不斷運動的金屬液的沖刷和爐渣的侵蝕，因此對爐襯材料種類的選擇及使用都有嚴格的要求，并且在使用過程中要對影響爐襯壽命的各種因素加以分析。爐襯材料要具備足夠的耐火度。中頻爐熔煉時鋼液的最高溫度可達1700℃，鐵液的最高溫度可達1500℃以上。因此要根據所熔煉金屬的材質選擇能滿足熔煉溫度的爐襯材料。
爐襯材料應具有良好的化學穩定性。熔渣侵蝕是耐火材料在使用過程中最常見的一種損壞形式，因此應盡量選用與熔渣化學成分相近的耐火材料，減弱其界面上的反應強度。爐襯材料應具有良好的耐急冷急熱性能，可適應從高溫熔煉到金屬液出爐后，由于溫度和壓力急劇變化在爐襯壁內所產生的應力作用，確保其不開裂。耐熱震性越好的爐襯使用壽命越長。爐襯材料應有一定的高溫強度。熔煉過程中，爐壁要經受金屬爐料的沖擊力、金屬液的靜壓力、電磁攪拌金屬液運動的作用力及溫差應力的作用，因此爐襯材料應具有一定的高溫強度，在多種力的作用下不開裂、耐沖刷。爐襯材料的熱傳導性要小，電導率要低。熔煉過程中，爐壁內外的溫差很大，約有1O％～15％的熱量通過爐壁向外散失，為減少熱損失、提高熱效率，爐襯材料要有低的熱傳導率。電導率是電阻率的倒數。電導率越大則導電性能越強，反之越小。因此，爐襯材料要有低的電導率，不能含有磁感應物，尤其是爐襯打結過程中絕不允許有金屬或電導性較強的夾雜物存在。爐襯材料應根據所熔煉的材質及要求，選用性價比高的材料。爐襯材料應適應環保要求，使用過程中不釋放對人體有毒、有害及污染環境的物質，使用后的廢料也不能對環境造成危害。感應電爐所用爐襯分為爐外直接預成形和爐內打結成形。爐外成形爐襯直接安裝于感應線圈內即可使用，節約人力、電力，安裝快速，效率較高，但目前局限于容量較小的電爐，大中型電爐基本上以爐內打結成形爐襯為主。
爐襯打結質量的好壞直接影響使用壽命。保持砂料粒度均勻，粗細顆粒不產生偏析，加料時層與層嚴密結合，打結后的爐襯致密度越高，燒結后的燒結層強度就高，爐壁產生裂紋的傾向就比較小。爐襯打結時振搗不實，會導致爐襯不致密或局部疏松，當金屬液壓力大時，就可能產生滲漏。手工打結一層后，未將表面扒松就加料會導致分層，使用過程中爐襯會產生橫向裂紋，這種裂紋是無法彌合的。烘爐和燒結過程中升溫過快，爐料中的水分因急速逸出會在爐壁上形成大量微孔，這些微孔可能會導致金屬液滲透和吸附爐渣。因此制定并嚴格遵守筑爐工藝操作規程是延長爐襯壽命的首要條件。感應電爐容量增大，爐壁承受金屬液的靜壓力增加。爐底與爐壁結合處的壓力最大，隨著靜壓力的增加，金屬液向爐壁的微孔或微裂紋中滲透的幾率也增大；同時，電磁攪拌力的增大對爐壁的沖刷作用也會增強。若為追求超裝，減小爐壁厚度，特別是較大電爐，爐襯的壽命會很明顯縮短。選擇適合大容量電爐的爐襯材料并達到合理壁厚，可以改善其使用狀況。熔煉的金屬液溫度過高，熔渣對爐襯的侵蝕加劇；金屬液流動性好，對爐襯的化學侵蝕加劇。高溫出鐵、低溫澆注一直是操作的準則。每～種鑄件都有其熔化工藝要求，要經常觀察和測溫以達到適合的溫度，不要過于追求超溫。在盡量控制過高熔煉溫度的同時，也不要出現長時間高溫或保溫等待澆注的情況，過高的溫度不但易使合金燒損，也會損傷爐壁，同時能耗也會增加。
剛打好的爐襯，爐壁尚未完全燒結，前幾爐熔煉時應選用較潔凈的金屬材料，盡量避免成分復雜，含鐵銹、油污較多的材料，特別是油浸廢鐵屑。熔點低、流動性好的材質會加劇對爐壁的滲透，熔點高的材質需要較高的溫度，這些都有損爐襯的壽命，應安排在中后期熔煉比較合適。另外應注意不同金屬材料的屬性，如前一爐熔煉硫含量較高的鐵水，后一爐熔煉高錳鋼便極易造成爐壁侵蝕。成分復雜、含較多鐵銹和油污、未經清理的廢料、回爐料在高溫、高氧下形成的氧化物之間有復雜的互熔作用，極易形成粘渣而侵蝕爐壁，使其出現疏松而熔損，帶入的雜質不但加大了能耗，而且也會影響鑄件質量。
金屬爐料裝料的疏密程度直接關系到爐料的熔化速度。為了快速加熱和熔化，裝料要力求緊密，但又要避免熔化過程中出現“架橋”現象，使下部已熔化的金屬液過熱，造成金屬液吸氣并增加合金元素的燒損，延長熔化時間，高溫和劇烈的渦流嚴重侵蝕爐壁。當金屬液面過低時，如果加入大塊料而電爐又輸入高功率，則底部將產生嚴重過熱而加劇侵蝕。整個爐襯中以中下部承受的靜壓力最大、溫度最高、沖刷最嚴重，熔煉的金屬液達到適合的溫度和質量要求之后，應停電出爐，這樣不但安全而且可降低能耗，還可以保護爐襯的下半部不致因過熱金屬液的沖刷而損毀。應盡量縮短熔煉時間，降低鋼水熔煉耗電。
爐渣的酸堿度應與爐襯材料相適應。氧化鎂質爐襯材料耐堿性渣侵蝕能力強；硅質的酸性爐襯材料耐酸性渣能力較強；氧化鋁質中性爐襯材料高溫下在不同的酸堿度中會表現出典型的兩性，可以適應不同酸堿度的熔渣，但相比酸性爐料和堿性爐料稍差一些。加入爐內的金屬材料會帶入各種不同的氧化物，不同材質、不同爐次的爐渣成分也不盡相同。爐渣中存在的各種氧化物、碳化物、硫化物及各種形態的復合化合物，大部分都會和爐襯發生化學反應，生成不同熔點的新的化合物。反應中生成的一些低熔點氧化物，如鐵橄欖石(FeO·SiO2)、錳橄欖石(MnO·SiO2)等熔點一般在1200℃左右。低熔點渣具有極好的流動性，可能會形成助熔劑的作用，對爐襯產生劇烈的化學侵蝕，從而縮短爐襯的使用壽命。反應中生成的高熔點渣，如莫來石(3A1O·2SiO2)、鎂橄欖石(2MgO·SiO)及一些高熔點的金屬元素熔點可達1800℃以上，懸浮在金屬液中的高熔點渣和低熔點渣之問的互熔，使這些熔渣極易粘附在爐壁上并形成累積，造成嚴重的粘渣，影響電爐的功率、熔速和容量，直至爐襯壽命。出現這樣的情況可以采取以下措施：
通過加強對入爐料的管理，大幅度減少帶有砂子、鐵銹、油污的材料，以及含有各種雜質.的廢料和回爐料的入爐，防止感應電爐爐襯侵蝕和粘渣。根據爐襯和所熔合金的材質確定加料順序和合適的熔化工藝，盡量減少雜質與爐襯接觸的機會和時問，以有效防止感應電爐爐襯粘渣。采用新型輔助材料清潔金屬液和爐渣中的氧化物及雜質，如以多元素復合脫氧劑代替單一元素脫氧劑。單一元素脫氧劑脫氧產物的熔點較高，在金屬液中以固態質點存在，很難排出，也易粘附在爐壁上；而稀土元素作為脫氧劑雖然脫氧能力強，但其脫氧產物密度大，不易從金屬液中排除，而且稀土元素還容易與硅質和氧化鋁質爐襯材料中的SiO和Al0發生化學反應，侵蝕爐壁。多元素復合脫氧劑，如硅鋁鋇鈣的脫氧能力強，脫氧后的產物是液態質點，容易上浮除去。金屬液中的多種熔渣化合物及有害氣體，如果不能徹底清除，不但造成爐襯粘渣，而且也會使鑄件產生各種鑄造缺陷。高質量的除渣劑能夠將金屬液表面的浮渣清除干凈，但是卻無法清除混熔和懸浮在金屬液中的雜質和氣體。鋼(鐵)水清潔劑是一種復合材料，適合在球鐵、灰鐵、碳鋼、合金鋼、高錳鋼、不銹鋼等材質中使用，可以將金屬液中的氧化物迅速還原清除，凈化金屬液，并明顯降低其黏度，提高流動性。熔煉過程中，鋼(鐵)水清潔劑能有效軟化爐渣，防止不易熔解的氧化物粘附在爐壁上，提高能效，縮短熔煉時間，同時也能有效清除粘附在爐襯上的爐渣，延長爐襯使用壽命。
中頻爐的使用過程是一個綜合的系統工程，“三分在材料，七分在使用”。除選用適合的爐襯材料外，執行嚴格的筑爐烘烤操作工藝，制定科學合理的熔煉工藝，采用新型輔助材料及細致的操作、精心的維護都是延長爐襯壽命，實現節能降耗的有效途徑。
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