提高铸造电炉坩埚使用寿命的措施.docx

感应电炉炉衬的使用寿命影响着炉龄，而炉龄的长短直接影响着炉子的生产率、生产成本、生产周期等，因此如何延长炉衬的使用寿命，是需要着力思考的问题。一、炉衬材料对炉龄的影响选择炉衬材料必须要与熔炼的金属材质性能相对应，还要考虑其价格。采用石英砂+2%硼酸作炉衬来熔炼高铭铸铁、中低合金铸钢和高合金耐热铸钢。实践证明，由于炉衬烧结后的SiO2为主炉壁，其强度偏低,难以承受金属液的静压力、热侵蚀和加料造成的冲击，炉衬极易在早期失效；另外，出金属液的温度及熔炼保温温度与石英砂的耐火度不能相适应，使得炉衬容易受侵蚀剥落，炉龄仅有20炉次。采用50%冶金镁砂+50%电熔镁砂+2%硼酸混合打结作炉衬，其耐高温侵蚀性能好，但抗急冷急热能力差，膨胀收缩大，容易产生裂纹引起穿炉，炉龄一般在40炉次左右。采用厂家生产的镁砂定型炉胆，使捣打和烘炉烧结方便，因其经高压压制，致密度高，耐冲击、侵蚀性能较佳。但使用时，炉衬容易产生龟裂剂各种横、竖裂纹，在间隙断续开炉时更为突出。出现裂纹后，较难进行修补，一般炉龄在50炉次左右。采用镁铝尖晶石料捣打炉衬，平均炉龄可达120150炉次或更长。以W(Al203)为8505%、W(MgO)为14%、其他材料为0.5%捣打烧结炉衬，适用于熔化碳钢、合金铸铁、铸铁；以W(Al203)为75.5%、W(MgO)为22%、其他材料为2.5%捣打烧结炉衬，适用于熔化不锈钢、低合金钢、低碳钢剂碱性铁合金；以W(AI2O3)为83.5%,W(MgO)为13.5%、其他材料为3%捣打烧结炉衬，适用于熔化中性和碱性金属。AI2O3、MgO料的质量直接影响炉龄，以中刚玉、电熔镁砂为佳，用镁铝尖晶石、铝镁尖晶石的炉料捣打烧结炉衬，炉龄一样。二、筑炉的打结工艺影响选定炉料之后，决定干式或湿式捣打、炉料种类、块度组成、黏结剂、助熔剂等，然后确定捣打工艺。(1)筑炉工具常用筑炉捣打、耙平、力口料、抹匀的工具有杵耙(平耙、齿耙)、撬、馒刀、锤(带柄，长短大小视操作方便)，勿用铁(钢)质工具，用木质、石质工具，主要是为了不使铁质屑粒和器物混入炉料。铁质屑粒混入电炉炉衬后，其炉衬中铁质熔化、凝固、膨胀、收缩作用会使炉衬开裂。中小型电炉用以上工具捣打。中大型电炉采用手工电动筑炉机、炉底气动振动器、二锤头气动锤击机等夯实。(2)炉料捣打所有炉料使炉衬不断经受酸性、中性或碱性过程，最好先进行磁选，不使铁质混入炉衬。中小型电炉炉衬，将材料按要求搅拌均匀，逐层夯实。中大型电炉衬炉，采用手工电动筑炉机、炉底气动振动器、二锤头气动锤击机将炉壁逐层夯实，由底而上。珀埸出料嘴打筑与炉衬材料稍有不同。(3)烧结工艺采用不同炉料,如石英砂(SiO2)、刚玉(AI2O3)、镁砂(MgO)或多种混合耐火材料；镁铝尖晶石、铝镁尖晶石，辅用黏结剂。炉衬打结好后自然干燥，开炉烘烤、烧结务必遵循各耐火材料的特性及物化反应要求。(4)定型珀埸购用市场上的定型用竭，由于供应厂家的原耐火材料质量差异，捣打压制工艺、焙烧工艺等不同，影响着使用寿命，有50炉次、100炉次120炉次以上等(仅指熔炼铸铁而言)，其寿命差别较大。当然还包括安装、使用的影响。三、熔炼操作工艺的影响(1)炉衬的性质(酸性、中性、碱性)应与熔炼合金性质匹配如一些中小厂家，感应电炉是硅炉衬，但为了生产需要，偶然也熔炼高镒钢铸件，那么钢液中的MnO(碱性)会对炉衬中SiO2(酸性)有侵蚀，使炉衬使用寿命缩短。(2)开炉方式影响炉衬寿命三班制寿命超过两班制，两班制寿命超过单班制。熔炼金属液总吨位也有决定性影响。如果是硅质炉衬，Si02是不良导热体，炉衬内部又存在着很大的温度梯度，炉衬断面分布烧结层、过渡层、松散层，尽管捣打、烧结得比较理想，但在频繁的冷热、膨胀收缩交变下，其使用寿命也将急剧缩短。(3)熔炼温度与高温保温时间对炉衬使用寿命的影响温度越高，保温时间越长，炉衬的使用寿命越短。尤其是超过炉衬耐火度的高温长时间保温，则炉衬侵蚀、剥蚀很厉害，寿命就更短。由反应SiO2+2CSi+2CO可知，金属液中W(C)越高，w(Si)越低，炉衬蚀损加剧。熔炼球墨铸铁,W(C)较灰铸铁高,W(Si)则低，而熔炼温度又高，因此炉衬寿命缩短得快。(4)增碳剂的影响主要是增碳剂的质量、成分、熔炼时的工艺和加入的废钢等相互作用对炉衬寿命有影响。增碳剂石墨团对炉壁黏着吸附铁料混合物也有影响。造渣反应对炉衬使用寿命的影响造渣合金带入杂质的影响及对策。Fe0、Fe3O4锈蚀废钢K铁)与硅质(Si02)炉衬生成低熔点铁橄榄石，侵蚀炉衬。应是使用处理后的洁净废钢。SiO2、AI2O3、CaO:残留炉渣凝聚物，熔炼时与炉衬发生物化反应侵蚀炉衬。除渣剂造渣后应及时清除。MnO:与炉衬反应生成低熔点产物，炉壁液面线侵蚀尤其厉害。应后期加入镒铁合金。Fe-Mn氧化物低温时就能与Si02反应。硅质炉衬应避免熔炼高镒钢。SiO2、AI2O3、Na20:不洁回炉料易形成高熔点炉渣，使炉壁结瘤黏着于炉衬内，难清理。应加入洁净回炉料(滚筒处理)。MgO:富Mg炉渣、球铁，形成象脚侵蚀。应控制球铁回炉铁用量。Zn.Pb:铁料中的有害元素，与炉衬反应能侵蚀及浸润低温时影响烘炉。加废合金钢时要注意，熔炼灰铸铁的原生铁中的元素含量也要注意。造渣剂。造渣剂种类繁多，成分不一，要选与熔炼合金匹配的造渣剂。常用的有碎玻璃或加石英砂的碎玻璃(4:1)。碎玻璃在液态下不溶解气体而隔绝气体效果很好，在熔炼温度下黏度较大；不宜单独使用，否则易粘炉壁。酸性炉渣要加入含有Ca0、石灰石粉、CaF2、萤石粉等的造渣剂除渣。维护保养的影响开炉完毕，炉顶面务必盖上钢（铁）板或厚石棉板，使用埸缓慢冷却，否则，炉顶口朝天，冷空气吹过，炉衬热灼又急冷，宛如正火，影响炉衬结构而缩短寿命。出铁口与盖板间空隙用耐火砖块和型砂、耐火泥封住。炉衬的修补。熔炼人员必须经常检查炉衬（冷、热）的侵蚀状态、裂纹表面洁净的情况，测量t甘埸不同高度处直径变化并进行记录，尤其到炉衬寿命中后期时，应空炉停炉检查，同时看电炉最高熔化率、电流以及金属液翻滚情况。炉衬在熔炼过程中受化学、物理侵蚀和冲刷，会逐渐变薄，当内径变大则意味着炉衬壁厚变薄，如均匀变薄到一定程度（即减少了壁厚的1/3左右）就要修补或停炉重打。如局部损坏则可停炉修补，防止漏炉。只有做到及时修补，才能实现延长运行寿命。a.局部侵蚀损坏的修理。炉衬裂曜（纹）不大于2mm不需修补，在高温熔炼状态下可弥合。超过2mm的纵深裂纹及炉底和炉膛（壁）的烧蚀剥落凹陷坑洼均需修补。修补的混合料与打结料相同。首先将损坏处被铁液和炉渣浸入的表面层剥离剔掉，清洁修补处的残渣，并形成燕尾状的凹坑，再填以石英砂混合料（修补炉料的粒度配比和打结炉衬材料一样硼酸含量可略增加一些）,浸入水玻璃（有条件可用干粉水玻璃）捣实抹平表面，并在修理面上压上一块合适的钢板，用250摄氏度/h的升温速度缓慢加热，5h后投入熔炼。b.大面积剥落修补。炉底部位用圆形铁板，炉壁部位需用铁撑横压住填补的混合料表面。1250摄氏度前后升温速度150200摄氏度/h,然后用60%额定功率升至1550摄氏度，保温23h后可投入正常熔炼，否则修补部位的修补炉料会剥离。C.炉嘴局部修理。炉嘴（口）部分会因炉渣侵蚀、撞击或操作不当而受损。出铁液时观察炉壁与炉口交界处有无裂纹、开缝，此处问题易引起漏铁液和影响报警电极工作，务必及时修补。修补时将浸入炉衬表面层的铁液和炉渣剔除，套上合适的钢圈，用原来打结炉嘴的炉料修补平滑。炉衬工作一段时间后，为了强化修补的炉料与炉嘴炉衬之间的结合力，在炉衬露出的断口处刷一层硼酸水，再加炉料，打结修筑炉嘴，完毕后适当加热该部位即可投入烧结、使用。当炉嘴部分裂纹很深，甚至上下起壳脱离，此时应重新打结炉嘴部分。结束语总之，要提高感应电炉炉衬的使用寿命，应严格遵守电炉使用操作工艺规程。炉子结构直接影响幻蜗构件，要重视炉衬材料（碱性、中性、酸性）与熔炼合金的匹配，以及粒料的粗细、捣打工艺（工具、操作）、烧结工艺，使炉衬有烧结层、过渡层、未烧结松散层，严格遵守熔炼操作工艺（不超温，快速熔炼，快速及时造渣、除渣，增碳操作等）。有条件的最好将钢铁料加热，但不能加到灼热红亮以免氧化。还要严格检查管理措施，这样才能多角度、全方位使炉衬寿命延长。