中頻爐是一種利用中頻交變磁場產生的感應電流來加熱和熔化金屬的設備,在運行過程中需要耐火材料來保護設備,以下是關于中頻爐與耐火材料的相關介紹:
高耐火(huo)度(du):中頻(pin)爐在熔煉(lian)金屬時(shi),鋼(gang)水(shui)(shui)溫(wen)(wen)(wen)度(du)可達(da) 1700℃,鐵水(shui)(shui)溫(wen)(wen)(wen)度(du)可達(da) 1500℃以上,因此耐(nai)火(huo)材料需要具備相(xiang)應的耐(nai)火(huo)度(du),以保證在高溫(wen)(wen)(wen)下(xia)不軟化、不熔化。
良好的化學穩定性:爐(lu)渣(zha)侵(qin)蝕是耐火(huo)材料(liao)使用中(zhong)最(zui)為常見的(de)(de)一種(zhong)損耗,耐火(huo)材料(liao)應(ying)(ying)選用與爐(lu)渣(zha)化學成(cheng)分(fen)相似的(de)(de),以減(jian)少化學反(fan)應(ying)(ying)的(de)(de)發生,降低爐(lu)渣(zha)界(jie)面反(fan)應(ying)(ying)的(de)(de)強度,提高抗(kang)渣(zha)侵(qin)蝕能力。
優(you)良(liang)的抗熱震(zhen)性(xing):中(zhong)頻爐(lu)在(zai)進(jin)料(liao)、出鋼操(cao)作或(huo)改變(bian)工(gong)藝時(shi),溫度(du)和壓力(li)變(bian)化劇烈,這就要(yao)求耐火材料(liao)具有良好的抗(kang)快速冷卻和耐熱性能,以(yi)保證(zheng)爐(lu)襯不(bu)會因熱應力(li)而(er)開裂、剝落甚至坍塌(ta)。
足夠的高溫強度(du):中頻爐在(zai)冶(ye)煉金屬(shu)的(de)過程(cheng)中,爐壁要承受(shou)金屬(shu)成分的(de)沖擊力、金屬(shu)液(ye)的(de)靜壓(ya)力、金屬(shu)液(ye)電(dian)磁攪拌(ban)的(de)作用力和溫(wen)差(cha)應力,因此耐火材(cai)料需(xu)要有(you)一(yi)定的(de)高溫(wen)強度,在(zai)各種力的(de)作用下保持結構穩定,不發生(sheng)開裂(lie)和侵蝕。
低的熱導率和(he)電導率:為了(le)減少熱(re)損失,提高熱(re)效率,耐(nai)火(huo)材(cai)料(liao)應具有較(jiao)低的熱(re)導(dao)(dao)率;同時,為了(le)避免感應電流的損耗(hao)和安(an)全隱患,耐(nai)火(huo)材(cai)料(liao)的電導(dao)(dao)率也(ye)要低,且(qie)在打結過程中不(bu)允許金屬或導(dao)(dao)電材(cai)料(liao)強夾(jia)雜其(qi)中。
酸性耐火材料
主要成(cheng)分:通常以石英砂為主(zhu)要原料,加(jia)入(ru)高溫燒(shao)結劑和礦化劑等混合而成。
優點(dian):價格(ge)低(di)廉(lian),分(fen)布廣泛,絕緣性(xing)好,施工要求低(di),應用(yong)時缺陷少,生產比較穩定。
缺點:耐火(huo)度相對較低,一般只能滿(man)足小(xiao)型中(zhong)頻爐的需求;在(zai)升(sheng)溫過程(cheng)中(zhong)存在(zai)二次相變(bian)化(hua),尺寸穩定(ding)性差,化(hua)學穩定(ding)性不理(li)想,容(rong)易與爐渣反應而造成侵蝕。
適用(yong)范(fan)圍:主要用(yong)于(yu)鑄造(zao)廠的灰鐵、球鐵、碳鋼的熔化過程,也可(ke)用(yong)于(yu)鈦合金和(he)高溫有(you)色金屬的熔煉。
中性耐(nai)火材料(liao)
主要成(cheng)分:是以剛(gang)玉砂、粉(fen)為主要原料(liao),加(jia)入鋁(lv)鎂尖晶石粉(fen)和燒結劑等混合(he)而(er)成的干(gan)搗料(liao)。
優點:剛玉具(ju)(ju)有高(gao)(gao)熔點、高(gao)(gao)硬(ying)度的特點,因(yin)此中性(xing)耐火材(cai)料具(ju)(ju)有良好的熱震(zhen)穩(wen)定(ding)性(xing)、體積穩(wen)定(ding)性(xing)和較(jiao)高(gao)(gao)的高(gao)(gao)溫強(qiang)度,化學(xue)穩(wen)定(ding)性(xing)也較(jiao)好,能抵抗多種(zhong)爐渣的侵蝕。
缺(que)點(dian):存在相(xiang)變及熱膨脹系數大的(de)問題,但可通過加入(ru)尖晶石微粉等方法(fa)來改(gai)善。
適用范圍:適(shi)用于各種合金(jin)鋼(gang)(gang)、碳鋼(gang)(gang)、不銹(xiu)鋼(gang)(gang)等的(de)熔煉(lian),尤其適(shi)合高溫鑄鋼(gang)(gang)或大型(xing)爐爐襯。
堿性(xing)耐火材料
主要成分:采用電熔或(huo)高純鎂(mei)砂、粉,加(jia)入(ru)鋁鎂(mei)尖晶石粉和(he)燒(shao)結(jie)劑等混合而成的干搗料。
優點(dian):具有(you)高耐(nai)火(huo)度,接(jie)近 2800℃,耐(nai)高溫性(xing)能(neng)優異,耐(nai)侵蝕性(xing)強,使用(yong)壽命長,價格(ge)相對較低。
缺(que)點:膨脹系數大,易(yi)開裂(lie)。
適用范(fan)圍:主要(yao)用于各種高合金(jin)鋼(gang)(gang)(gang)、碳(tan)鋼(gang)(gang)(gang)、高錳鋼(gang)(gang)(gang)、工具鋼(gang)(gang)(gang)、不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)等的熔(rong)煉。
尖(jian)晶石爐襯材料(liao)
主要成分:采用氧化鋁和氧化鎂成型,高(gao)溫燒成或電(dian)熔(rong)預合成尖晶石,再按要(yao)求生(sheng)產各種顆粒規格。
優點:結合(he)了白(bai)剛玉爐(lu)(lu)(lu)襯和鎂砂爐(lu)(lu)(lu)襯的優點,具(ju)有(you)良好的抗侵蝕性(xing)、熱震穩(wen)定(ding)性(xing)和尺寸穩(wen)定(ding)性(xing),避免了傳統堿性(xing)和中性(xing)爐(lu)(lu)(lu)襯材料的一些缺點,是大型中頻爐(lu)(lu)(lu)襯及高溫爐(lu)(lu)(lu)襯的發展(zhan)方向。
缺(que)點:生產工藝相對復雜,成本較(jiao)高(gao)。
適用(yong)范圍:廣泛應用(yong)于高溫(wen)、高侵(qin)蝕性(xing)的熔煉(lian)環境(jing),如大型中頻(pin)爐、高溫(wen)合金熔煉(lian)等。
根據熔煉金屬的種類:不同的金屬(shu)及其合金具有不同的熔點、化學性質和熔煉要求(qiu),例如熔煉灰鐵、球鐵、碳鋼等可選用酸性耐(nai)火(huo)材料;熔煉合金鋼、不銹鋼等宜采用中性或堿性耐(nai)火(huo)材料。
考慮中頻爐的工(gong)作條(tiao)件:包(bao)括工作溫度(du)、加熱(re)速度(du)、冷卻速度(du)、爐(lu)內(nei)氣(qi)氛、熔(rong)煉時間等。如果中頻爐(lu)工作溫度(du)較(jiao)高、加熱(re)冷卻速度(du)較(jiao)快,應選擇(ze)抗(kang)熱(re)震性(xing)(xing)好(hao)的(de)耐火材料;如果爐(lu)內(nei)氣(qi)氛具有較(jiao)強(qiang)的(de)氧化性(xing)(xing)或還原性(xing)(xing),要(yao)選擇(ze)化學穩定性(xing)(xing)好(hao)的(de)耐火材料。
結合生產規模和(he)成本:對(dui)于大型(xing)中頻爐或生產(chan)規模較(jiao)(jiao)大的(de)企(qi)(qi)業(ye),應優先考慮使用(yong)壽命長(chang)、性能(neng)穩(wen)定的(de)耐(nai)火(huo)材料,雖然初始投資可(ke)能(neng)較(jiao)(jiao)高,但(dan)從(cong)長(chang)期來看可(ke)降低綜合成本;對(dui)于小(xiao)型(xing)企(qi)(qi)業(ye)或生產(chan)規模較(jiao)(jiao)小(xiao)的(de)情況,可(ke)以在保證生產(chan)質量的(de)前(qian)提(ti)下,選擇性價比高的(de)耐(nai)火(huo)材料。
正確的筑爐施工:嚴格按照耐(nai)火材(cai)料(liao)(liao)供(gong)應商提供(gong)的(de)施(shi)工說明進行筑爐,包(bao)括材(cai)料(liao)(liao)的(de)攪拌、打結、振(zhen)搗等環(huan)節,確保爐襯的(de)密(mi)實度和均(jun)勻性;控(kong)制好筑爐過(guo)程中的(de)溫(wen)度、濕度等環(huan)境(jing)條件(jian),避免(mian)影(ying)響耐(nai)火材(cai)料(liao)(liao)的(de)性能。
合理的烘爐制度:新筑爐(lu)(lu)(lu)襯或修理后的爐(lu)(lu)(lu)襯在使用(yong)前需要進行烘爐(lu)(lu)(lu),以去(qu)除水分,使耐火材料燒結固化。烘爐(lu)(lu)(lu)過(guo)程(cheng)應遵循(xun)緩慢升溫、分段保溫的原則,避免升溫過(guo)快(kuai)導致爐(lu)(lu)(lu)襯開裂。
日常的檢查與維護:在中頻(pin)爐(lu)(lu)運行(xing)(xing)過程中,定期(qi)對爐(lu)(lu)襯進行(xing)(xing)檢查(cha),觀(guan)察爐(lu)(lu)襯的(de)侵蝕情(qing)況、是(shi)否有裂(lie)紋或(huo)剝落等現象;及時修(xiu)補(bu)爐(lu)(lu)襯的(de)局部損(sun)壞,防止問(wen)題擴大(da);保(bao)持(chi)爐(lu)(lu)內清潔(jie),避(bi)免爐(lu)(lu)渣、金屬液等對爐(lu)(lu)襯的(de)侵蝕。
正確的停爐(lu)與冷卻:停爐(lu)時應按照規(gui)定(ding)的程序進行冷(leng)(leng)卻(que),避免快速(su)冷(leng)(leng)卻(que)導致爐(lu)襯產生裂紋;在爐(lu)襯完全冷(leng)(leng)卻(que)后,再進行必要的檢修和維護(hu)工(gong)作(zuo)。