CN103994663B - 一种延长中频感应电炉炉衬寿命的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种延长中频感应电炉炉衬寿命的方法，包括如下步骤：1)选择耐火材料并确定耐火材料的粒度和配比后，混匀，加入硼酸和水混匀待用；2)在炉体的底部铺上石棉板，炉体的内壁围上石棉布，并用弹簧圈将石棉布压在炉体内壁上固定紧；3)将炉衬混合料加到石棉板上，并均匀捣实，形成炉衬底壁；4)再将金属坩埚模型放置炉体中，确定炉体中心，在金属坩埚的外圈填入炉衬混合料并层层捣实，形成炉衬内壁，然后制出炉领和炉嘴；5)取出金属坩埚模型，在炉衬底壁、炉衬内壁、炉领和炉嘴上涂刷经水稀释的水玻璃，自然干燥24小时；6)烧结炉衬底壁和炉衬内壁。该方法提高中频感应电炉炉衬的高温强度，延长了中频感应电炉炉衬的寿命。

Description

一种延长中频感应电炉炉衬寿命的方法

技术领域

本发明涉及中频感应电炉领域，具体涉及一种延长中频感应电炉炉衬寿命的方法。

背景技术

中频感应电炉因其熔化速度快，金属溶液温度高，化学成分均匀，操作维护简便等优点，在现代铸造企业中的应用非常广泛，并逐步向大型化发展，各种铸铁、铸钢及有色合金的熔炼都可以使用。中频感应电炉的炉衬是中频感应电炉的重要工作部件，它将高温钢液与炉子的感应器隔离开来，并承受熔炼过程中的高温作用(≥1500℃)，由于炉衬在使用过程中经常加料时炉料的剧烈冲击与碰撞，熔炼时电磁的搅拌作用会引起金属液对炉衬的剧烈冲刷，炉渣对炉衬的化学侵蚀和间断作业使炉衬温度产生骤冷，骤热的变化时，因此对炉衬的损坏性较大，使炉衬产生裂纹、侵蚀、剥落等，严重时会引起金属液透炉衬而导致漏炉事故。

而中频感应电炉炉衬的高温性能主要取决于所用的耐火材料的物理、化学性能及矿物组成，在耐火材料选定的前提下，烧结工艺是使炉衬获得良好显微组织结构以充分发挥其耐高温性能的关键工序。炉衬烧结的致密化程度与耐火材料的化学组成、粒度配比、烧结工艺和烧结温度等因素有关，因此本发明从耐火材料的选择、筑炉工艺和烧结工艺为入口，研究一种延长中频感应电炉炉衬寿命的方法。

发明内容

为了解决现有技术存在的问题，本发明提供一种延长中频感应电炉炉衬寿命的方法，该方法通过耐火材料的选择，调整耐火材料的粒度和配比参数，筑炉工艺和烧结工艺的改进，提高中频感应电炉炉衬的高温强度，从而延长中频感应电炉炉衬的寿命。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：

一种延长中频感应电炉炉衬寿命的方法，包括如下步骤：

1)选择耐火材料并确定耐火材料的粒度和配比后,混匀，加入硼酸后再次混匀，再加入水混匀得炉衬混合料，将炉衬混合料用湿麻袋盖好，放置20-30分钟，待用；

2)中频感应电炉具有炉体，炉体包括炉外壳和置于炉外壳内部的感应线圈，在炉体的底部铺上石棉板，炉体的内壁即感应线圈围成的内壁围上石棉布，并用弹簧圈将石棉布压在炉体内壁上固定紧；

3)将炉衬混合料加到石棉板上，并均匀捣实，形成炉衬底壁；

4)再将金属坩埚模型放置炉体中，确定炉体中心，在金属坩埚的外圈填入炉衬混合料并层层捣实，形成炉衬内壁，然后制出炉领和炉嘴；

5)取出金属坩埚模型，在炉衬底壁、炉衬内壁、炉领和炉嘴上涂刷经水稀释的水玻璃，自然干燥24小时；

6)烧结炉衬底壁和炉衬内壁。

优选地，步骤1)中耐火材料为电熔镁砂，电熔镁砂粒度、配比和硼酸加入量按重量份比例为，

优选地，上述电熔镁砂中氧化镁的含量大于等于90％，且不含低熔点杂质和导电导磁性杂质。

优选地，步骤2)中铺上石棉板使炉体的底部厚度增加6-8mm，围上石棉布使炉体内壁厚度增加6-8mm。

优选地，步骤3)中炉衬底壁的厚度为50-70mm。

优选地，步骤4)中炉衬内壁的厚度为40-60mm。

优选地，步骤6)具体为，在由炉衬底壁和炉衬内壁形成的腔体内逐块加入铸铁炉料，铸铁炉料的四周与炉衬内壁保持5-10mm间隙，开启中频感应电炉，使铸铁炉料熔化，向熔化后的金属液里继续加入铸铁炉料，使其熔化后金属液面至炉衬内壁的上边缘处，进行低温至高温烧结后，倒出金属液，清理干净后检查炉衬无裂纹、碰伤、掉砂等缺陷时，便可投入生产。

优选地，上述低温至高温烧结分5个阶段，低温第一阶段升温功率20kw，保持40min，低温第二阶段升温功率40kw，保持40min，高温第三阶段升温功率60kw，保持40min，高温第四阶段升温功率80kw，保持60min，高温第五阶段升温功率100kw，保持60min，之后开启中频感应电炉的最大功率将温度升至1500℃～1550℃保温30分钟。

优选地，上述方法中的中频感应电炉所熔金属重量为100-150kg。

本发明具有以下有益效果：

1、延长了中频感应电炉碱性炉衬的使用寿命，解决了漏炉事故，提高了炉衬强度，使炉衬裂纹、掉砂的倾向延迟和减少，提高了金属液质量，减少夹渣、砂眼缺陷的产生。

2、通过限定电熔镁砂的粒度和配比参数，可以提高炉衬混合料的强度，减少钢液在熔化过程中冲刷炉壁，而导致炉壁掉砂损伤，如果卷到钢液里，就会造成夹渣缺陷。

3、炉衬底壁的厚度为50-70mm，炉衬内壁的厚度为40-60mm。该厚度适用于中频感应电炉容量为100-150kg的炉子，选择这样的厚度既保证了炉衬有较高的传热性减少热量损失，又有足够的强度承受钢液的重量而不被熔穿。

4、通过5个阶段的烧结，有利于炉衬材料中水和结晶间水的逸出，有利于炉衬材料从内至外形成各占1/3厚度的烧结层、过渡层和松散层，这样不仅保证炉衬有一定抗高温侵蚀能力，又能保证其具有较好的强度和韧性。

5、本发明方法使得炉衬具有良好的微组织结构，充分发挥炉衬耐高温的性能。

附图说明

图1为本发明中中频感应电炉炉衬工艺示意图。

1-金属坩埚模型，2-石棉布，3-石棉板，4-炉衬混合料，5-炉衬内壁，6-炉衬底壁，7-炉体，8-炉领，9-炉嘴。

具体实施方式

实施例，一种延长中频感应电炉炉衬寿命的方法

选用所熔金属重量为100-150kg中频感应电炉，延长该中频感应电炉炉衬寿命的方法具体包括如下步骤：

1)选择耐火材料，耐火材料应具有足够的机械强度和耐火强度；良好的化学稳定性：较好的耐急冷急热性；低热导性和较好的电绝缘性。本实施例中选择的耐火材料为电熔镁砂，该电熔镁砂中氧化镁的含量大于等于90％，且不含低熔点杂质和导电导磁性杂质。助溶剂为硼酸，润湿剂为水，其按重量份配比如下，

按上述电熔镁砂的粒度和配比混匀，再上述配比加入硼酸混匀，最后加入适量的水，再次混合均匀得炉衬混合料4，将炉衬混合料4用湿麻袋盖好，放置20-30分钟，待用。

2)中频感应电炉具有炉体7，炉体7包括炉外壳和置于炉外壳内部的感应线圈，在炉体7的底部铺上石棉板3，使炉体7底部厚度增加6-8mm；炉体7的内壁即感应线圈围成的内壁围上石棉布2，使炉体7内壁厚度增加6-8mm，并用弹簧圈将石棉布2压在炉体7内壁上固定紧。

3)将炉衬混合料4加到石棉板3上，并均匀捣实，形成炉衬底壁6，加入炉衬混合料4时分层加入，在加下一层炉衬混合料4前，现将前一层已捣紧的炉衬混合料4划松，以加强各层之间的结合，直至炉衬底壁6的厚度达到50-70mm为止。

4)再将金属坩埚模型1放置炉体7中，确定炉体7中心，在金属坩埚模型1的外圈填入炉衬混合料4并层层捣实，形成炉衬内壁5，保证炉衬内壁5的厚度为40-60mm，然后制出炉领8和炉嘴9；

5)取出金属坩埚模型1，在炉衬底壁6、炉衬内壁5、炉领8和炉嘴9上涂刷经水稀释的水玻璃，自然干燥24小时。

6)烧结炉衬底壁6和炉衬内壁5。在由炉衬底壁6和炉衬内壁5形成的腔体内逐块加入铸铁炉料，铸铁炉料的四周与炉衬内壁5保持5-10mm间隙，开启中频感应电炉，使铸铁炉料熔化，向熔化后的金属液里继续加入铸铁炉料，使其熔化后金属液面至炉衬内壁5的上边缘处，进行低温至高温烧结后，倒出金属液，清理干净后检查炉衬无裂纹、碰伤、掉砂等缺陷时，便可投入生产。

低温至高温烧结分5个阶段，低温第一阶段升温功率20kw，保持40min，低温第二阶段升温功率40kw，保持40min，高温第三阶段升温功率60kw，保持40min，高温第四阶段升温功率80kw，保持60min，高温第五阶段升温功率100kw，保持60min，之后开启中频感应电炉的最大功率将温度升至1500℃～1550℃后保温30分钟。

炉衬的后期维护，在实际装料过程中，为了防止将炉衬碰坏，要避免直接将较重的炉料投入炉内，在装大块炉料前3，应在炉底装一些较小的炉料；在炉料熔化过程中要勤观察，避免棚料和卡料，减少炉料对炉壁、炉底的冲击。若控制柜出现较严重故障或停电，应及时将金属料或金属液到处，防止发生炉内金属整体凝结。如果炉子不是连续使用，在一次使用完之后，要在炉内加入一些金属料，防止因快速冷却早成炉衬裂纹。中频感应电炉在熔化过程中炉衬底和壁很容易被腐蚀脱落，如果不是很严重的情况下，可已将筑炉材料适当调湿，将炉底杂质清除后铲入炉底，用捣固锤捣实进行“热补”。

Claims (7)

1.一种延长中频感应电炉炉衬寿命的方法，其特征在于包括如下步骤：

1)选择耐火材料并确定耐火材料的粒度和配比后,混匀，加入硼酸后再次混匀，再加入水混匀得炉衬混合料，将炉衬混合料用湿麻袋盖好，放置20-30分钟，待用；

2)中频感应电炉具有炉体，炉体包括炉外壳和置于炉外壳内部的感应线圈，在炉体的底部铺上石棉板，炉体的内壁即感应线圈围成的内壁围上石棉布，并用弹簧圈将石棉布压在炉体内壁上固定紧；

3)将炉衬混合料加到石棉板上，并均匀捣实，形成炉衬底壁；

4)再将金属坩埚模型放置炉体中，确定炉体中心，在金属坩埚的外圈填入炉衬混合料并层层捣实，形成炉衬内壁，然后制出炉领和炉嘴；

5)取出金属坩埚模型，在炉衬底壁、炉衬内壁、炉领和炉嘴上涂刷经水稀释的水玻璃，自然干燥24小时；

6)烧结炉衬底壁和炉衬内壁，在由炉衬底壁和炉衬内壁形成的腔体内逐块加入铸铁炉料，铸铁炉料的四周与炉衬内壁保持5-10mm间隙，开启中频感应电炉，使铸铁炉料熔化，向熔化后的金属液里继续加入铸铁炉料，使其熔化后金属液面至炉衬内壁的上边缘处，进行低温至高温烧结后，清除金属液；

低温至高温烧结分5个阶段，低温第一阶段升温功率20kw，保持40min，低温第二阶段升温功率40kw，保持40min，高温第三阶段升温功率60kw，保持40min，高温第四阶段升温功率80kw，保持60min，高温第五阶段升温功率100kw，保持60min，之后开启所述中频感应电炉的最大功率将温度升至1500℃～1550℃保温30分钟。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1)中耐火材料为电熔镁砂，电熔镁砂粒度、配比和硼酸加入量按重量份比例为，

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述电熔镁砂中氧化镁的含量大于等于90％，且不含低熔点杂质和导电导磁性杂质。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2)中铺上石棉板使炉体底部厚度增加6-8mm，围上石棉布使炉体内壁厚度增加6-8mm。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤3)中炉衬底壁的厚度为50-70mm。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤4)中炉衬内壁的厚度为40-60mm。

7.根据权利要求1-6任一所述的方法，其特征在于，所述中频感应电炉所熔金属重量为100-150kg。