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中頻爐熔煉碳鋼 爐襯失效原因分析和對(duì)策(下)
您的位置： 中頻爐|感應(yīng)加熱|熔鋼爐|熔鋁爐|熔銅爐|熔鉛爐|洛陽(yáng)萬(wàn)峰工業(yè)爐有限公司-技術(shù)支持中頻爐熔煉碳鋼 爐襯失效原因分析和對(duì)策(下)
廠家：中頻爐熔煉碳鋼 爐襯失效原因分析和對(duì)策(下) 日期：：2020-02-03 瀏覽次數(shù)： 106
中頻爐爐襯材料的第二次試驗(yàn)情況 3.2.1 試驗(yàn)方案 ●針對(duì)首次試驗(yàn)中出現(xiàn)的爐襯材料耐燒蝕不足 的情況，向供應(yīng)商提出在原來(lái)材料基礎(chǔ)上，增加耐火 骨料組分。 ●如需要分兩次出鋼時(shí)，在第二次出鋼前控制 包內(nèi)鋼液溫度不高于 1650℃，也不允許長(zhǎng)時(shí)間（超過(guò) 10min）保溫等情況。 ●熔煉過(guò)程中出現(xiàn)卡料或出現(xiàn)下料過(guò)慢時(shí)及時(shí) 處理。 ●引入中期燒結(jié)工藝，在中頻爐開(kāi)爐 20 爐次后進(jìn)行一 次高溫?zé)Y(jié)，使?fàn)t襯重新得到硬化層。 ●在 40～50 爐次時(shí)中修，把中頻爐爐襯中修工藝標(biāo)準(zhǔn) 化列入常規(guī)操作。 ●試驗(yàn)預(yù)期壽命為 70 爐次。
2009 年 4 月進(jìn)行了第二次試驗(yàn)。在整個(gè)中頻爐開(kāi)爐過(guò) 程中，有過(guò) 5 次較長(zhǎng)時(shí)間的停爐，中頻爐爐膛未出現(xiàn)大裂 紋。在爐齡 25 爐次時(shí)，進(jìn)行第二次燒結(jié)，燒結(jié)工藝是 在燒結(jié)溫度保溫 2h。在爐齡 42 爐次時(shí)，在爐襯中下 部出現(xiàn)較大的燒蝕區(qū)，進(jìn)行第一次中修，中修工藝是 使用短坩鍋和爐襯材料修筑爐膛底部，經(jīng)過(guò)短暫燒 結(jié)后正常開(kāi)爐（圖 4）。在爐齡 69 爐次時(shí)，爐膛情況正 常（圖 5），使用短坩鍋進(jìn)行第二次中修。在爐齡 79 爐 次時(shí)，因中頻爐設(shè)備原因停止試驗(yàn)，爐膛良好。
本次試驗(yàn)爐齡 79 爐次達(dá)到了預(yù)期壽命，說(shuō)明試 驗(yàn)方案合理，試驗(yàn)成功。從試驗(yàn)過(guò)程中觀察到：中期 燒結(jié)有效地減緩了爐襯的損耗速度，措施有效；兩次 中修均達(dá)到了預(yù)期目的，使用短坩鍋中修應(yīng)對(duì)爐膛下部的較大燒蝕區(qū)效果良好，措施有效。
中頻電爐爐襯修筑和維護(hù)工藝標(biāo)準(zhǔn)化 根據(jù)兩次試驗(yàn)的情況，我們編制了《鑄鋼中頻爐爐襯修筑和中修維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)》，把中頻電爐爐襯中期燒結(jié)工藝、 中修工藝編入標(biāo)準(zhǔn)。 2009 年 9 月以后，我們對(duì)所選用的爐襯材料和 標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了后期驗(yàn)證。到 2010 年 2 月，共修筑了 7 個(gè)爐襯，除一個(gè)爐襯因設(shè)備原因損壞，爐齡 43 爐次 外，其余的 6 個(gè)爐襯爐齡都達(dá)到了 70 爐次以上。修 訂后的《鑄鋼中頻爐爐襯修筑和中修維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)》經(jīng)過(guò) 實(shí)際生產(chǎn)驗(yàn)證后于 2009 年 11 月在公司正式發(fā)布。
對(duì)中頻電爐爐襯損壞和維護(hù)的分析 根據(jù) 9 次試驗(yàn)和長(zhǎng)期的開(kāi)爐觀察，我們對(duì)中頻電爐爐襯 在整個(gè)使用周期的損壞情況進(jìn)行了歸納。 （1）初期：中頻電爐開(kāi)爐 25 爐次以前是爐襯使用的初期 階段。燒結(jié)良好的爐襯具有良好的燒結(jié)硬化層。此階 段出現(xiàn)的問(wèn)題主要是爐襯修筑或燒結(jié)質(zhì)量達(dá)不到標(biāo) 準(zhǔn)導(dǎo)致。爐襯損耗主要是加料時(shí)爐料的機(jī)械沖擊和 鋼液沖刷。在開(kāi)爐到 25 爐次左右，爐襯下部的硬化 層基本損耗完畢，鋼液沖刷會(huì)明顯加劇。 （2）中期：開(kāi)爐 25～50 爐次是爐襯使用的中期階 段。在此階段爐襯的最初燒結(jié)硬化層已經(jīng)損耗，鋼液 的沖刷和爐襯的崩裂是主要損壞原因。如在此期間 進(jìn)行爐襯的中期燒結(jié)，重新燒結(jié)出新的硬化層將會(huì) 大大減緩爐襯的損耗。爐襯的大崩裂是此階段的最 危險(xiǎn)因素，如果出現(xiàn)多處大的崩裂會(huì)直接導(dǎo)致?tīng)t襯 壽命結(jié)束，而且容易造成爐襯滲漏等安全問(wèn)題。在此 階段爐襯的下部會(huì)出現(xiàn)較大燒蝕區(qū)（俗稱大象腿）。 （3）后期：開(kāi)爐 50 爐次后。在出現(xiàn)了明顯的下部 燒蝕區(qū)（大象腿）后，如果不進(jìn)行維護(hù)，爐襯壽命會(huì)很 快結(jié)束。后期維護(hù)主要是進(jìn)行爐襯中修。中修有兩種 形式： ①使用爐嘴料進(jìn)行下部燒蝕區(qū)修補(bǔ)：在燒蝕區(qū)清除爐渣、余鐵和灰塵后從需要修補(bǔ)的下沿起，將修 補(bǔ)用的爐襯材料小心地壓在爐襯上，用木錘打緊實(shí)， 與爐襯結(jié)合好，如此操作，直到補(bǔ)好全部中修區(qū)域。 將補(bǔ)好的爐襯表面修整平整、光潔，不要突出相鄰的 爐襯表面（圖 6），中修完畢后，用 600℃以下的低溫 將修補(bǔ)的材料緩慢烘干，烘干后首次加料采用人工加料方式，禁止用料斗加料。這樣修補(bǔ)可以延長(zhǎng)爐齡 約9 爐次，適用于爐膛整體狀況較差，爐膛上部已經(jīng) 燒損較大的情況。 ②使用短坩鍋修補(bǔ)：在爐膛下部放入短坩鍋，采 用爐嘴塑性材料把短坩鍋與爐底的接觸部分封堵 好，將爐襯材料加入短坩鍋與爐壁空隙中，按照修筑 爐襯方式修筑（圖 7）。第一爐手工加爐料。中修后第 一爐采用小功率（10%）烘爐 4h，然后用小于 30%的 功率進(jìn)行熔化，在鋼液漫過(guò)所修新?tīng)t襯后，可以 60% 的功率進(jìn)行熔化。在燒結(jié)溫度鋼液至少保溫 1.5h。新 修爐襯可以使用 20～25 爐次。此工藝適用于爐膛上 部損壞較小，無(wú)崩裂，只是下部燒蝕較大的情況。
總結(jié) （1）爐襯材料選擇必須適應(yīng)生產(chǎn)需要。燒結(jié)溫度 較高的材料往往也具有較好耐高溫性能但容易開(kāi) 裂，采用這種材料在開(kāi)爐初期爐襯的燒結(jié)層較好時(shí) 有較好的耐高溫和耐沖刷性能，但如果日常熔煉溫 度遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到爐襯燒結(jié)溫度，在使用一段時(shí)間后，一 旦原始的燒結(jié)層局部消耗完后，暴露出來(lái)的沒(méi)有燒 結(jié)良好的局部爐襯很容易受到嚴(yán)重?fù)p壞。而且，爐襯 裂紋傾向大對(duì)爐襯的維護(hù)是非常不利的。因此，熔煉 合金鋼等需要較高熔煉溫度的場(chǎng)合適用于采用較高 燒結(jié)溫度的爐襯材料，而日常熔煉溫度需求不高的 場(chǎng)合則不應(yīng)該盲目追求高燒結(jié)溫度的爐襯材料。如 果開(kāi)爐是間歇性的，必須要特別注意材料的裂紋傾 向不能大。 （2） 爐襯壽命要提高必須改變只重視筑爐和燒 結(jié)，不重視維護(hù)的做法。適宜的中期燒結(jié)、中修能夠 大幅度延長(zhǎng)爐襯壽命。 （3）爐襯修筑和維護(hù)必須標(biāo)準(zhǔn)化，保證修筑和維 護(hù)的質(zhì)量
2009 年 4 月進(jìn)行了第二次試驗(yàn)。在整個(gè)中頻爐開(kāi)爐過(guò) 程中，有過(guò) 5 次較長(zhǎng)時(shí)間的停爐，中頻爐爐膛未出現(xiàn)大裂 紋。在爐齡 25 爐次時(shí)，進(jìn)行第二次燒結(jié)，燒結(jié)工藝是 在燒結(jié)溫度保溫 2h。在爐齡 42 爐次時(shí)，在爐襯中下 部出現(xiàn)較大的燒蝕區(qū)，進(jìn)行第一次中修，中修工藝是 使用短坩鍋和爐襯材料修筑爐膛底部，經(jīng)過(guò)短暫燒 結(jié)后正常開(kāi)爐（圖 4）。在爐齡 69 爐次時(shí)，爐膛情況正 常（圖 5），使用短坩鍋進(jìn)行第二次中修。在爐齡 79 爐 次時(shí)，因中頻爐設(shè)備原因停止試驗(yàn)，爐膛良好。
本次試驗(yàn)爐齡 79 爐次達(dá)到了預(yù)期壽命，說(shuō)明試 驗(yàn)方案合理，試驗(yàn)成功。從試驗(yàn)過(guò)程中觀察到：中期 燒結(jié)有效地減緩了爐襯的損耗速度，措施有效；兩次 中修均達(dá)到了預(yù)期目的，使用短坩鍋中修應(yīng)對(duì)爐膛下部的較大燒蝕區(qū)效果良好，措施有效。
中頻電爐爐襯修筑和維護(hù)工藝標(biāo)準(zhǔn)化 根據(jù)兩次試驗(yàn)的情況，我們編制了《鑄鋼中頻爐爐襯修筑和中修維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)》，把中頻電爐爐襯中期燒結(jié)工藝、 中修工藝編入標(biāo)準(zhǔn)。 2009 年 9 月以后，我們對(duì)所選用的爐襯材料和 標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了后期驗(yàn)證。到 2010 年 2 月，共修筑了 7 個(gè)爐襯，除一個(gè)爐襯因設(shè)備原因損壞，爐齡 43 爐次 外，其余的 6 個(gè)爐襯爐齡都達(dá)到了 70 爐次以上。修 訂后的《鑄鋼中頻爐爐襯修筑和中修維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)》經(jīng)過(guò) 實(shí)際生產(chǎn)驗(yàn)證后于 2009 年 11 月在公司正式發(fā)布。
對(duì)中頻電爐爐襯損壞和維護(hù)的分析 根據(jù) 9 次試驗(yàn)和長(zhǎng)期的開(kāi)爐觀察，我們對(duì)中頻電爐爐襯 在整個(gè)使用周期的損壞情況進(jìn)行了歸納。 （1）初期：中頻電爐開(kāi)爐 25 爐次以前是爐襯使用的初期 階段。燒結(jié)良好的爐襯具有良好的燒結(jié)硬化層。此階 段出現(xiàn)的問(wèn)題主要是爐襯修筑或燒結(jié)質(zhì)量達(dá)不到標(biāo) 準(zhǔn)導(dǎo)致。爐襯損耗主要是加料時(shí)爐料的機(jī)械沖擊和 鋼液沖刷。在開(kāi)爐到 25 爐次左右，爐襯下部的硬化 層基本損耗完畢，鋼液沖刷會(huì)明顯加劇。 （2）中期：開(kāi)爐 25～50 爐次是爐襯使用的中期階 段。在此階段爐襯的最初燒結(jié)硬化層已經(jīng)損耗，鋼液 的沖刷和爐襯的崩裂是主要損壞原因。如在此期間 進(jìn)行爐襯的中期燒結(jié)，重新燒結(jié)出新的硬化層將會(huì) 大大減緩爐襯的損耗。爐襯的大崩裂是此階段的最 危險(xiǎn)因素，如果出現(xiàn)多處大的崩裂會(huì)直接導(dǎo)致?tīng)t襯 壽命結(jié)束，而且容易造成爐襯滲漏等安全問(wèn)題。在此 階段爐襯的下部會(huì)出現(xiàn)較大燒蝕區(qū)（俗稱大象腿）。 （3）后期：開(kāi)爐 50 爐次后。在出現(xiàn)了明顯的下部 燒蝕區(qū)（大象腿）后，如果不進(jìn)行維護(hù)，爐襯壽命會(huì)很 快結(jié)束。后期維護(hù)主要是進(jìn)行爐襯中修。中修有兩種 形式： ①使用爐嘴料進(jìn)行下部燒蝕區(qū)修補(bǔ)：在燒蝕區(qū)清除爐渣、余鐵和灰塵后從需要修補(bǔ)的下沿起，將修 補(bǔ)用的爐襯材料小心地壓在爐襯上，用木錘打緊實(shí)， 與爐襯結(jié)合好，如此操作，直到補(bǔ)好全部中修區(qū)域。 將補(bǔ)好的爐襯表面修整平整、光潔，不要突出相鄰的 爐襯表面（圖 6），中修完畢后，用 600℃以下的低溫 將修補(bǔ)的材料緩慢烘干，烘干后首次加料采用人工加料方式，禁止用料斗加料。這樣修補(bǔ)可以延長(zhǎng)爐齡 約9 爐次，適用于爐膛整體狀況較差，爐膛上部已經(jīng) 燒損較大的情況。 ②使用短坩鍋修補(bǔ)：在爐膛下部放入短坩鍋，采 用爐嘴塑性材料把短坩鍋與爐底的接觸部分封堵 好，將爐襯材料加入短坩鍋與爐壁空隙中，按照修筑 爐襯方式修筑（圖 7）。第一爐手工加爐料。中修后第 一爐采用小功率（10%）烘爐 4h，然后用小于 30%的 功率進(jìn)行熔化，在鋼液漫過(guò)所修新?tīng)t襯后，可以 60% 的功率進(jìn)行熔化。在燒結(jié)溫度鋼液至少保溫 1.5h。新 修爐襯可以使用 20～25 爐次。此工藝適用于爐膛上 部損壞較小，無(wú)崩裂，只是下部燒蝕較大的情況。
總結(jié) （1）爐襯材料選擇必須適應(yīng)生產(chǎn)需要。燒結(jié)溫度 較高的材料往往也具有較好耐高溫性能但容易開(kāi) 裂，采用這種材料在開(kāi)爐初期爐襯的燒結(jié)層較好時(shí) 有較好的耐高溫和耐沖刷性能，但如果日常熔煉溫 度遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到爐襯燒結(jié)溫度，在使用一段時(shí)間后，一 旦原始的燒結(jié)層局部消耗完后，暴露出來(lái)的沒(méi)有燒 結(jié)良好的局部爐襯很容易受到嚴(yán)重?fù)p壞。而且，爐襯 裂紋傾向大對(duì)爐襯的維護(hù)是非常不利的。因此，熔煉 合金鋼等需要較高熔煉溫度的場(chǎng)合適用于采用較高 燒結(jié)溫度的爐襯材料，而日常熔煉溫度需求不高的 場(chǎng)合則不應(yīng)該盲目追求高燒結(jié)溫度的爐襯材料。如 果開(kāi)爐是間歇性的，必須要特別注意材料的裂紋傾 向不能大。 （2） 爐襯壽命要提高必須改變只重視筑爐和燒 結(jié)，不重視維護(hù)的做法。適宜的中期燒結(jié)、中修能夠 大幅度延長(zhǎng)爐襯壽命。 （3）爐襯修筑和維護(hù)必須標(biāo)準(zhǔn)化，保證修筑和維 護(hù)的質(zhì)量
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