爐襯壽命方法

鑄造行業(yè)是典型的高耗能、高污染企業(yè)，節(jié)能減排任務(wù)十分艱巨，爐襯的使用壽命長短對(duì)能否保證電爐的正常生產(chǎn)有很大影響，全通窯業(yè)通過生產(chǎn)實(shí)踐中認(rèn)識(shí)到，依據(jù)電爐打結(jié)材料的特性掌握好選料、配料、打結(jié)、烘烤燒結(jié)工藝，以及在使用電爐冶煉過程中對(duì)爐襯做好日常維護(hù)保養(yǎng)，對(duì)提高其使用壽命至關(guān)重要。

感應(yīng)電爐爐襯的工況條件是十分惡劣的。在使用過程中是在一系列復(fù)雜的物理、化學(xué)變化交織的條件下進(jìn)行工作，要承受熔煉過程1550~1580℃的高溫作用，加料時(shí)生鐵、廢鋼、合金料對(duì)爐襯的劇烈沖擊與碰撞，熔煉時(shí)電磁攪拌引起的金屬液對(duì)爐襯的強(qiáng)烈沖刷作用，爐渣對(duì)爐襯的化學(xué)侵蝕作用，間斷作業(yè)使?fàn)t襯溫度產(chǎn)生激冷激熱變化等，從而使?fàn)t襯出現(xiàn)裂紋、局部浸蝕、剝落等，引起金屬液穿透而導(dǎo)致爐襯失效。由此可見，爐襯耐火材料應(yīng)具備如下性能： （1）足夠高的耐火度。 感應(yīng)電爐爐襯工作溫度一般低于熔融金屬的溫度。但考慮到對(duì)爐襯壽命的要求，還得考慮熔池和熔溝部分偶然的或經(jīng)常的超溫，鑄鐵的流動(dòng)性好，在鑄鐵感應(yīng)電爐中使用耐火度和軟化溫度低的材料往往是不安全的，作為生產(chǎn)鑄鐵產(chǎn)品電爐的耐火材料，其耐火度應(yīng)達(dá)到1650~1700℃，軟化溫度應(yīng)高于1700℃。 （2）熱膨脹系數(shù)小，隨溫度的變化，體積要比較穩(wěn)定，沒有劇烈的膨脹和收縮。 （3）化學(xué)穩(wěn)定性好，材料的化學(xué)穩(wěn)定性和爐襯的壽命有密切的關(guān)系，爐襯材料應(yīng)具有在低溫時(shí)不得水解分化，在高溫時(shí)應(yīng)不易分解和還原，在熔煉過程中應(yīng)不易與爐渣形成低熔點(diǎn)的物質(zhì)。不易與金屬溶液及溶劑、溶渣產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)。 （4）具有較高的力學(xué)性能。在爐內(nèi)溫度低時(shí)能經(jīng)受住爐料的撞擊，在金屬處于高溫熔融狀態(tài)時(shí)應(yīng)能承受金屬液的靜壓力和強(qiáng)烈的電磁攪拌作用，在金屬液的長期沖刷作用下耐磨和耐腐蝕。 （5）絕緣性能好。爐襯在高溫狀態(tài)下不得導(dǎo)電，否則會(huì)出現(xiàn)漏電和短路，造成安全和設(shè)備事故。 （6）材料的施工性能好，修補(bǔ)、燒結(jié)性能好，筑爐及維修方便。 （7）無氧化鐵及低熔點(diǎn)礦物等有害雜質(zhì)。 硅砂屬于酸性爐襯材料，其價(jià)格低廉，來源廣泛，在600~800℃就基本完成其膨脹變化，在此溫度以上體積變化微小，熱穩(wěn)定性和抗鐵液滲漏性能好，能適應(yīng)間斷作業(yè)。此外，硅砂的負(fù)荷軟化溫度接近于其耐火度，高溫機(jī)械強(qiáng)度較高。爐襯打結(jié)用硅砂的主要技術(shù)條件：硅砂的主要成分是氧化硅，其含量越高，爐襯的耐火度越高，因此是目前普遍采用的酸性爐襯打結(jié)材料。

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銅合金的熔煉爐爐襯主要角石英砂爐模襯 ，它有較好的膨脹性能，價(jià)格也較便宜。用小型中頻感應(yīng)爐熔煉鋁合金、鋅合金和銅合金時(shí) ，主要用石墨坩堝作內(nèi)襯，外襯用石英砂濕料搗筑 。在熔煉時(shí)，熔融合金經(jīng)常在石墨坩堝口處滲人爐外襯。石英砂外襯未燒結(jié) ，起不到保 護(hù)作用，熔體立刻向外滲，感應(yīng)器引起短路，爐子壽命很低，熔煉一般銅合金不超過4O爐 ， 尤其熔煉白銅時(shí) ， 多數(shù)爐齡不超過lO爐 ，既影響正常生產(chǎn)，又增加了熔煉臺(tái)金的成本，效益很差，且時(shí)有事故發(fā)生。 為解決這問題 ，特進(jìn)行研究 ，所獲爐襯壽命已超過200爐，有的超過了500爐，大幅度降低了筑爐成本 ，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率和爐子的使用率 。

1、石英砂宜選用普通石英砂。 成分過純的石英砂作爐襯材料反而不利 ， 困雜質(zhì)氧化鐵在燒結(jié)過程中是很好的礦化劑，它可加速石英晶型向鱗石英轉(zhuǎn)變：F e O + S i O，~ F e S i O ， 這種晶型可提高爐襯使用壽命 。

2 、石英砂配比采用粗、細(xì)粒級(jí)少，中間粒級(jí)多。其優(yōu)點(diǎn)是石英砂粒度勻而細(xì)， 燒結(jié)的爐襯氣L率極小，致密度高 、膨脹系數(shù)小 、 體積穩(wěn)定、高溫強(qiáng)度高．抗裂抗蝕抗機(jī)械沖擊好，爐齡長 。

3、助熔劑加入量增加，爐襯耐火度隨之降低。因此選擇2％ ～3％ 重量比的硼酸較合理 。

4、筑爐前，爐襯材料烤去水份，有效地防止了烤爐時(shí)因水份過多，水的揮發(fā)膨脹引起爐襯開裂甚至不燒結(jié)的弊端 。

5、筑爐前坩堝拷去水份及外層膠油 ，這樣可防止外層石英砂襯與坩堝分層，石墨坩堝口上加工小槽 ，可有效 阻止舍金 液從此處滲出 。

6、筑爐時(shí)，爐襯料要筑緊，并防止分層，爐口料是水玻璃濕料原爐口料是用水玻璃的水溶液拌料， 烤出 的 爐 口膨 松 強(qiáng) 度極差，現(xiàn)改用水 玻璃 濕料不加水 ，烤出來的爐口堅(jiān)硬；水玻璃用量要控制好，不宜加得過多。

7、爐襯對(duì)比示于圖。 原筑爐爐襯燒結(jié)后 如圖a所示，爐襯石英砂未燒結(jié)呈松散狀，起不到保護(hù)作用；熔體一旦穿破石墨坩堝便立刻通過石英砂爐襯滲人感應(yīng)線圈中，造成短路，爐子報(bào)廢，必須拆爐后重新筑爐。新法筑爐爐襯燒結(jié)后如圖b所示 ，爐襯石英砂已燒結(jié)成一 整體，似一堅(jiān)硬坩堝緊套在石墨坩堝外，無裂紋， 熔體很難突破該層石英砂爐襯， 故大大地提高了爐齡。