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中频炉炉衬损坏机理解析

[ 发布日期:2016-12-16 点击:3026 来源:洛阳全通窑业有限公司 【打印此文】 【关闭窗口】]

炉衬的好坏直接影响炉衬寿命,也与生产密切相关。中频炉炉衬损坏机理主要有过热、裂纹、剥落、侵蚀、结瘤或浸润等因素。 本篇介绍过热、裂纹和剥落的损坏机理。

1过热 

过热的原因主要有:

1)不合理的加料引起炉料搭桥;

2)捣筑时炉衬截面遗留金属物料;

3)炉温失控引起溶池超温; 具体分析如下:  a、冷炉料堆积在溶池表面时(特别是浇冒口料),易形成搭桥。如搭桥炉料仍处于固态而继续送入较大功率的电时,则可以使溶池底部的金属液出现过热现象。  b、当炉衬开始烧结时,遗留在炉衬材料中的金属物件大量吸收功率并使局部过热,炉衬被迅速熔化并被侵蚀掉),形成空穴。  c、硅质干料的熔点温度为1704℃,炉温失控在短时间内会超过该温度,从而引起过热而烧熔(高温不超1540)   作业:(周日)不生产的班次铁水保温13001350℃,浇注前送高功率迅速升温。

中频炉炉衬

2裂纹

金属翅浸透进炉衬截面而会引起炉衬损坏。金属翅是由于炉衬出现裂纹渗进金属液所致,裂纹有三种: 

1)横面裂纹   由于筑炉时炉衬材料分层,或由于炉子结构上的原因使炉衬松动所致。  分层:振动捣实时,最小颗粒(特别是粉状料),集中表面形成薄薄的粉层,强度很低。再次加料时没有耙松,则上层捣实后即形成分层。  筑炉过程为了防止分层,每层加料前要把表面耙松,(20mm左右)。在筑炉时每层炉料的加入厚度要根据筑炉方法和使用的筑炉工具的不同而调整(使用电动筑炉工具时每层加料厚度以6080mm为宜)。大型炉子的底部和侧壁下部的炉衬材料的加入(加料厚度大于500mm时)要求用漏斗加入,以防止炉衬材料掉落过程中产生颗粒偏析现象。引起横向裂纹的另一种可能的原因是炉子冷却时靠近出铁口的炉衬被粘附挂住,炉衬冷却而收缩时,产生裂纹。

抬炉:保温铁水过低,造成上部铁水冷凝,再用大功率投入时,下部铁水(温度快升)将上部冷却料向上抬,从而带动炉料横向裂纹。预先砌筑出铁口时,使它的内外轮廓与上部炉圈耐火材料的轮廓相同,便于炉衬冷却收缩时能自由滑落,不被挂住。

2)垂直裂纹(纵向裂纹)

 当炉衬经受了急剧的冷却循环冲击后冷却下来时,整个炉衬上会出现径向弥散状的较大的纵向裂纹(即垂直裂纹)。在以后的升温、熔炼过程中,熔融金属液会通过未能弥合的裂纹渗进热面,并在截面内冻结,形成金属翅。  减少冷热循环冲击程度,选择合理的炉衬冷却和加热程序(旧炉衬从预热后再加料熔化应有一个合适的升温曲线),炉子容量为415吨时,加热速度不超150/h,大于15t则不超过100/h

3)随机裂纹  由于脱模时引起炉衬材料损伤或坩埚模下部倾斜锥度不合理及存在锐角所致。

中频炉炉料

3剥落

剥落现象是烧结层炉衬材料突然从炉壁上破裂并掉落下来的现象。引起原因主要是筑炉或烧结不当所致,但有时也会随冷热循环不当或机械应力的产生所致。

1)因水蒸气引起的炉衬剥落现象往往发生在水量过多的炉衬材料中。当这种炉衬被加热过快时,炉衬内部急剧产生水蒸汽会因无处排放而增压,冲破烧结层表面引起炉衬剥落。此外线圈涂料或用浇注料做成的上部线圈养护处理及烘烤不当时,也会因产生水蒸汽进入炉衬,导致炉衬热面爆裂剥落。炉衬的炸裂剥落在炉子冷却系统渗漏的特殊情况下也会产生,通常这一现象多出现在炉衬烧结阶段。由于炉衬材料含水量过多(应控制在0.5%以下),烘炉时炉衬升温速度过快(采用硼酸做结合剂时的推荐升温速度为100/h,而采用硼酐做结合剂的材料推荐升温速度为150/h),烧结工艺不合理及坩埚模没有排气孔等。  此外,干式炉衬材料(仍有3%的水份)的水份排除不干净会在炉衬中形成气泡。

2)因机械损伤引起的炉衬剥落,通常是因为加入大块料冲击炉壁所致。在炉衬烧结不久烧结层不厚的情况下,尤其易发生此种现象。 

3)因不同膨胀率所致炉衬剥落发生在炉衬热面被铁水严重浸润的场合。在交替变换的冷热循环中,被铁水严重浸润的热面炉衬截面膨胀率大,于是引起被铁水浸润和未被铁水浸润热面炉料交界处分离。 

4)当炉衬过于严重挤压状态时,会产生挤压而引起的炉衬剥落,这种现象常发生在炉底。当炉衬捣筑不平整或呈轻微中凹状态时,炉底耐火材料的膨胀使炉底耐火材料中的压缩应力积聚,导致炉衬材料的翅裂或剥落。 

5)尽管硅质干捣材料具有良好的耐热冲击的能力和裂纹弥合能力,但急剧的温度变化仍会引起炉衬内应力的发展,导致炉衬剥落,必须避免。 ▲ 熔化过程采用残液熔化方式能减轻炉衬受急剧的冷热循环损害程度,对防止炉衬剥落有利

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