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          1. 炉料
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            ?铸造用中频炉炉衬损坏的原因及解决方法

            2021-03-05 09:31:15

            中频炉炉衬,铸造用中频炉炉衬,中频炉炉衬厂家

              在中频炉的使用过程中,炉衬用耐火材料的厚度仅为70-110毫米,内侧与高温熔融金属接触,外侧靠近水冷盘管。耐火材料的内外侧温差很大,在许多冶炼作业中处于相对较薄的截面和强腐蚀环境的使用条件下。影响炉衬损坏的主要工艺条件包括熔化温度、脱气时间、一次脱气量、炉渣的化学成分和产出的钢(铁)。熔渣的化学侵蚀、耐火结构的剥落和热侵蚀是破坏炉衬的主要影响因素。

              1.铸铁熔炼用炉衬的侵蚀

              2.冶炼铸钢的炉衬侵蚀

              1.中频电炉炉衬

              中频炉的炉衬通常由各种尺寸的耐火材料打结而成(常用的耐火材料主要有镁、应时、铝和复合材料)。

              其特点是直接组合。因此,它具有高耐腐蚀性、高机械强度和良好的抗热震性。

              3.衬里严格按照打结工艺打结

              2.氧化镁衬里材料的损伤机理

              以镁质耐火材料为例,阐述了镁质耐火材料的破坏机理:

              镁材料损伤的主要表现是钢水流动引起的热腐蚀和熔渣成分渗入材料引起的化学腐蚀。

              在熔炼过程中,溶液将通过耐火基质中的毛细通道渗入耐火基质,并侵蚀炉衬。渗入耐火材料基体的成分包括:炉渣中的氧化钙、二氧化硅和氧化亚铁;钢水中的铁、硅、铝、锰和碳甚至包括金属蒸汽和一氧化碳气体。这些渗透成分沉积在耐火材料的孔隙中,导致耐火材料工作面的物理和化学性质与原始耐火材料基体之间的不连续性。运行温度突然变化,会出现裂纹、剥落、结构松动等现象。严格来说,这个破坏过程比溶解破坏过程严重得多。

              入炉的金属材料会带入各种氧化物,不同材料、不同炉次的炉渣成分也不同。炉渣中的大部分氧化物、碳化物、硫化物和各种形式的复杂化合物都会与炉衬发生化学反应,形成不同熔点的新化合物。反应中产生的一些低熔点氧化物如铁橄榄石(FeOSiO2)和锰橄榄石(MnOSiO2)的熔点一般在1200左右。低熔点炉渣流动性好,可能形成助熔剂,对炉衬造成严重的化学侵蚀,从而降低炉衬的使用寿命。

              反应生成的莫来石(3Al2O3 2SiO2)、镁橄榄石(2MgO  SiO2)和一些高熔点金属元素的熔点可达1800以上。悬浮在熔融金属中的高熔点炉渣和低熔点炉渣之间存在复杂的相互渗透和相互溶解。这些熔渣容易附着在炉壁上形成堆积,造成严重的粘渣,影响电炉的功率、熔化速度和产能随着炉容量的增加,钢水表面热损失比例降低,炉渣温度比小容量炉高,炉渣流动性比小容量炉好,炉衬侵蚀加剧。大型感应炉经常采用钢渣混合出钢的方法,这就要求渣的流动性好,以适应出钢条件。所以渣线侵蚀严重,是炉衬寿命下降的另一个原因。由于上述原因,大型感应炉炉衬的使用寿命比中小型感应炉要短。为了提高衬里的使用寿命,衬里的厚度应适当增加。然而,随着衬砌壁厚的增加,电阻值增加,无功功率损耗增加,电气效率降低。因此,衬砌墙的厚度被限制在一定范围内。因此,必须选择合理的壁厚,既保证高的电气效率,又保证炉衬的使用寿命。

              5.覆盖有炉渣的炉衬

              3.解决方案设计

              上述侵蚀在温度周期性波动下导致所谓的结构剥落。在生产过程中,炉渣渗透到耐火材料基体的孔隙中,从而形成大的加厚耐火层。熔渣饱和的耐火材料的物理化学性质会发生变化。由于渗透层和残余松散层之间的热膨胀系数不同,当温度变化时,两层交界处出现很大的应力,导致平行于工作面的裂纹,Z终导致炉衬剥落。熔渣渗透到耐火材料基体中会溶解耐火颗粒,削弱颗粒之间的结合,导致材料的耐火性和耐高温性降低。因此,在流动钢水的侵蚀下,透渣层的耐火材料损坏更快。

              炉渣的碱度应与炉衬材料相适应。高钙渣和二氧化硅渣会侵蚀镁内衬材料。炉渣中CaF的含量应得到控制。过量的CaF会侵蚀碱性炉衬,导致渣线区域过早侵蚀。当炉渣中氟离子和锰离子含量高或熔池温度在1700以上时,溶液粘度急剧下降,炉衬损坏速度加快,炉衬寿命大大降低。在真空下进行无渣熔炼时,炉衬的使用寿命比非真空熔炼时要长。

              高氧化铁含量渗入炉衬破坏了原有炉衬的显微结构,降低了耐火性,降低了Cao-al2o  3-SiO  2炉渣的粘度,使炉渣渗透到材料的更深处。而原炉衬中一定量的氧化铁有利于炉衬的快速烧结,降低材料的开孔率和透气性。特别是成型材料中含有一定量的氧化铁,因此材料的快速烧结、冲砂和夹砂的消除非常突出。

              增加氧化镁的含量和炉渣的粘度,不仅可以减少炉渣对炉衬的侵蚀,而且可以提高炉渣的收集效果。炉渣碱度低时,镁质炉衬侵蚀严重,炉衬寿命降低;反之,炉渣碱度高时,炉衬侵蚀轻微,炉衬寿命相对提高。提高炉渣碱度和炉渣中氧化镁含量,降低炉渣中氧化铁含量,有利于减少炉渣对耐火材料的侵蚀。因此,在使用造渣剂时,应注意选择氧化镁含量高的材料。炉渣结构的合理配置可以加快成渣速度,缩短冶炼时间,降低炉渣中氧化铁含量。应根据炉衬材料选择合适的炉渣。碱性渣适用于镁质炉衬,但会被高钙渣和二氧化硅渣侵蚀。过量的CaF2也会侵蚀碱性炉衬,造成渣线区域过早侵蚀。酸性炉渣适用于应时炉衬,而镁铝炉衬只能用于弱碱性或中性炉渣。氧化铝内衬在高温下不同pH值下表现出典型的两性特征,能适应不同pH值的炉渣,但略差于酸性内衬和碱性内衬。为此,有的选择高纯镁砂,加入一定量的尖晶石来改变纯氧化镁炉衬材料的基体性能,但实验表明,高纯刚玉材料的抗侵蚀性明显不如低纯度烧结镁砂。酸性炉渣适用于应时炉衬,而镁铝炉衬只能用于弱碱性或中性炉渣。氧化铝内衬在高温下不同pH值下表现出典型的两性特征,能适应不同pH值的炉渣,但略差于酸性内衬和碱性内衬。

              总之,考虑到镁质炉衬的主要破坏机理,经过不断的总结和探索,通过限制开孔和透气量,可以提高材料的抗渣渗透性,通过提高高温抗折强度和重软化温度,可以提高炉衬基体的高温抗侵蚀性和抗剥落性。

              炉衬的性能取决于许多因素,如材料的粒度分布、材料的理化性能和炉衬的烧结温度。

              4.结论

              1)衬里材料应具有高热强度、低透气性和低孔隙率的特点。

              2)炉衬的初期损坏是炉衬耐火材料烧结层在炉渣中溶解造成的前端侵蚀,以及温度循环变化造成的裂纹。另一个导致整体内衬裂纹扩展的因素是加热到过高温度造成的“三区”膨胀系数不同而产生的应力。

              3)炉衬的使用寿命取决于正确的操作,包括对炉衬本体的检查,以及应用“炉料”及时修复裂纹,以防止钢水和炉渣渗入炉衬基体。

              烟台鑫诺科铸造材料有限公司作为专业中频炉炉衬厂家,主要生产中频炉炉衬,铸造用中频炉炉衬,如有需要,欢迎您的来电咨询。


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