一、概述
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)揮其耐高溫性能的關(guān)鍵工序。爐襯燒結(jié)的致密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)。我廠通過多年的不斷摸索和生產(chǎn)試驗(yàn),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,2t中頻爐干式打結(jié)爐襯的爐齡(經(jīng)一次中修)高達(dá)1157爐次,取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。
二、筑爐工藝
(1)筑爐時(shí)去掉云母紙。
(2)對筑爐用水晶石英砂進(jìn)行如下處理:①手選。主要去除塊狀物及其他雜質(zhì)。②磁選。必須完全去除磁性雜質(zhì)。③干式搗打料。必須進(jìn)行緩慢烘干處理,烘干溫度為200~300℃,保溫4h以上。
1.粘結(jié)劑的選用
用硼酐(B203)代替硼酸(H3BO3)作粘結(jié)劑,加入量為1.1%~1.5%。
2.筑爐材料的選用及配比
(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,重要的是石英品粒大小。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),且爐子容量越大,對晶粒的要求越高。
(2)配比爐襯用石英砂粒度組成與配比:3.35~1.70mm(6~8目)10%~15%,1.70~0.85mm(10~20目)25%~30%,0.85~0.425mm(20~40目)25%~30%0.053mm(270目)25%~30%。
3.爐襯的打結(jié)
爐襯打結(jié)質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到燒結(jié)質(zhì)量。打結(jié)時(shí)石英砂粒度分布均勻則不會產(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)爐爐襯的使用壽命。
(1)干式打結(jié)爐襯(以2t中頻無芯感應(yīng)爐為例)
感應(yīng)爐的感應(yīng)圈涂覆有絕緣膠泥層,與通常使用的絕緣材料如云母、玻璃絲布等相比,使用線圈絕緣膠泥有如下優(yōu)點(diǎn):①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(hù)層;膠泥材料的導(dǎo)熱系數(shù)較高,不必?fù)?dān)心相對較厚的膠泥層會影響熱面爐襯的三層結(jié)構(gòu)。②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(shí)膠泥層會釋放出少量殘余的水分,使絕緣電阻降低,系統(tǒng)會提供早期報(bào)警。③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(shí),膠泥能為線圈形成一層保護(hù)屏障,若出現(xiàn)報(bào)警時(shí),膠泥層可提供一定的事故處理時(shí)間。④對于頂出式的爐子而言,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(shí)利用其強(qiáng)度對線圈進(jìn)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。⑤線圈與膠泥層作為爐子的永久襯,雖一次性費(fèi)用高,施工周期長,但其使用壽命可與線圈相同,也可進(jìn)行局部修補(bǔ),因此就整體而言降低了筑爐成本。
在進(jìn)行干式打結(jié)爐襯前,應(yīng)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(shí)除采用手工平整壓實(shí)各層材料外,還要用彈簧圈上下繃緊,搗固石英砂時(shí),自上而下逐個(gè)移動彈簧圈,直至爐襯打結(jié)完畢。
(2)打結(jié)爐底 爐底厚約280mm,分4次填砂,人工打結(jié)時(shí)應(yīng)防止各處密度不均,造成烘烤與燒結(jié)后的爐襯不致密。因此,必須嚴(yán)格控制加料厚度,一般,每次填砂厚度應(yīng)≤l00mm,爐壁控制在60ram以內(nèi),多人分班操作,每班4~6人,每次打結(jié)30rain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。