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延長中頻爐爐襯壽命

作者:本站      時間:2019-09-24

近年來,随着鋁行業的不斷發展,環保管理力度加大,沖天爐的限制使用,促使了中頻爐在鋁行業使用明顯增高,而中頻爐使用中最令人關心的是爐襯的使用壽命。有的使用第二爐就會漏爐,有的可以使用二三百爐。如何延長爐襯的使用壽命是主要問題。鄭州發祥鋁業陽極車間通過優選爐料、強化築爐、路口修補、爐渣排除等措施,使中頻爐爐襯使用壽命由70爐次增加至260爐次,熔煉每噸鐵水爐料由原來的55kg下降至148kg,采取措施前後爐齡見表1


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築爐料(1)築爐料按主要成分可分為矽質(石英幹振料)、鋁質、鎂質、莫來石質幹振料,鉻質幹振料等幾大類。不同成分的爐料耐高溫耐沖刷的能力有區别,單就所用爐次及耐高溫的程度來講,鉻鋁質最高,但其價格也太高,且在第二次築爐時較難拆除_1J。爐料按酸堿性又分為酸性、中性和堿性材料,因中性和堿性耐火度不高,不能滿足化鐵水需要,因此采用酸性材料。發祥鋁業有限公司陽極車間使用矽質酸性專用石英幹振料築爐效果良好。(2)爐料選定後,要保證料質良好。一般密度為22tm3左右較好,其熱漲性好,比例适當,所摻硼酸适中,使爐料呈中l生料較為耐用。同時保證爐料潔淨、無雜質、無受潮現象。石英砂成分要求見表2

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配比,石英砂粒度配比見表3,硼酸比例為13%~15%,使用效果良好,烘爐後爐壁光滑,爐口不易結渣,結瘤現象減少,使用壽命大大提高。

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保證築爐質量和爐料粒級配比是延長爐襯使用壽命第一關。

 

目前各廠築爐所使用的工具很多,常見的有人工及電動築爐工具(叉和鏟)和風動築爐工具(築爐盤和築爐缸),築爐的方法也有很多種。發祥鋁業有限公司使用證明,電動築爐叉和鏟較為理想。風動築爐盤和缸容易造成坩埚打毛并有明顯的環狀凸凹區,為後期使用留下隐患,降低爐襯使用壽命。

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築爐工藝有很多種,發祥鋁業有限公司陽極車間在築爐時着重注意下列問題,才能保證築爐質量。(1)築爐時,所用的場地用04MPa以上的壓縮空氣吹掃幹淨,用幹淨的鐵闆以防塵土污染,用料準确,避免多倒料而使爐料受潮變質,造成浪費。(2)大于15t的爐子築爐時安裝漏爐極絲,該公司的中頻爐為1t爐,采用了測量銅排信号代替該裝置,及時監視和發現爐襯變薄。所有爐子都應裝設良好接地極絲,及時将感應電導走,防止操作人員觸電,減少烘爐中坩埚打火。(3)鋪石棉布時,應将爐内清理幹淨,石棉布鋪設平整,每塊石棉布之間搭接在75mm以上,一端至少有100mm挂出爐頂,并用膠布粘牢。(4)開始搗築爐之前,應先築好澆注口l2J。這樣可以使以後在澆注口附近的爐襯垂直方向形成一個良好的結合面,防止或減少熔融金屬液竄透澆注口下方形成橫向裂紋的可能,同時也在該處保持耐火材料縱向滑動的連續性。建議采用硬形或熱固形的可塑料,與耐火膠泥直接接觸,之間不允許有纖維布或石棉布。最好或預先對澆注口進行烘烤。(5)爐底爐襯搗築每次加料厚度應根據爐料選擇,矽質料約125mm,鋁質、鎂質、莫來石質為100mm,鉻鋁質為75mm。每次加料後應用築爐又或鏟平整,并搗築四遍以上,除去空氣。然後用圓形搗築頭從爐底中心以螺旋狀逐漸向外周搗打四次以上。每層築完後應将表面耙松,防止分層及偏析。最後搗完,爐底爐襯厚度應大于預定爐底厚度25mm。用镘刀和水平儀刮去多餘的爐襯材料,使爐底表面平整,坩埚模與爐底表面接觸良好。被刮下的爐襯材料不能再利用。并将坩埚外周與側壁爐襯接觸的爐底爐襯耙松,但不要将坩埚正底部耙松。爐底打築質量的好壞直接影響爐襯使用壽命,必須嚴格進行。(6)放入坩埚必須對正中心,以确保從爐底到爐頂側壁厚度均勻,否則應重新找平或将坩埚整圓。最後用斜楔或錨固裝置固定,将起熔塊吊入坩埚底部壓牢。同時應注意坩埚焊縫應放在爐後側,避免放在爐觜處影響爐襯壽命。(7)坩埚模定位并固定後,先用搗築叉将坩埚模外圍與側壁爐襯接界的暴露部分的爐襯材料叉築4遍後,再加入側部爐襯材料開始側壁搗築工作。不能碰壞爐襯背面或石棉布。向側壁加入合适厚度的爐襯材料。用搗固叉和鏟扒平爐襯材料并叉築四遍以上除去空氣。每層加料後,仔細檢查爐襯材料不能夾帶任何的雜物、金屬及塑料或布質碎片。用側壁搗築頭裝在電動震動器的端軸上,沿圓周搗築四遍,以求獲得爐襯的最大搗固密度。側壁搗築頭的曲率應與坩鍋模的外徑相應。用搗築叉将搗固表面耙松;矽質材料的耙松深度為20mm矽質材料的耙松深度為13mm,然後繼續爐襯材料。将側壁爐料搗築到距爐口高2550mm為止。(8)爐子頂部采用非矽質的幹振料時,則需用搗築叉将最後一層側壁搗固表面耙松,加入足夠厚度的頂部幹振料并搗固結實,直至完成;爐子頂部材料采用濕振料時,通常使用的石英濕振料是正常使用的石英幹振料配少量水玻璃制成。先用搗築叉将最後一層側壁搗固表面耙松,加入約25mm厚的濕振料。在搗築前先将已耙松的側壁幹振料與剛加入的濕振料混合均勻,然後對該混合中間層采用短沖程的氣錘搗築。在加入下一層濕振料(最大加料厚度不超過40ram)前,用搗築叉将該層混合材料的搗固表面耙松,直至頂部為止。在頂部表面每150mm間隔插深約100mm的透氣孔以利于幹燥。爐子頂部搗築完成後,剪去頂部多餘長度(100mm)的側壁背材。隻要嚴格,築爐工藝精良,為延長爐襯壽命奠定了良好基礎。

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烘爐啟動(1)烘爐時,在坩埚内加入少量的磷生鐵升溫,爐膛内部溫度600以下,爐蓋開啟,利于排除水分。之後應蓋上爐蓋保持爐膛溫度按烘爐升溫曲線均勻上升,爐膛烘熱到1000左右時。可以加鐵。切忌操之過急,一般應控制到25rain以下最好。溫度升至900必須停留2h以上。因為此時正是爐襯燒結的關鍵階段,然後可以以253rnin溫升速度升高至正常熔化溫度。石英砂在加熱過程中發生晶型轉變(見圖1)_3J,石英晶型轉變分兩類。第一類型是橫向轉化,又稱遲鈍轉化,即石英、磷石英、方石英及石英玻璃之間的相互轉化。其特點是結晶構造發生變化,晶變從晶粒的外層開始逐漸向中心發展,這類晶變速度很慢,在一定溫度下,要經過長時間才能完成。要發生較大的體積變化。第二類是縱向轉型,是石英的a8、結晶形态的變化,這類轉化體積變化小速度慢。由石英晶型轉變可知,在中頻烘爐過程中溫度應控制高于1470而低于1723。在烘爐時,禁止加入金屬削、密封管狀料及潮濕料,在加料時,要每次少加料,多次方式較好。直至化好鐵水,再保持高溫2h,利于爐口、爐襯的燒結,對延長爐壽命作用顯著。發祥鋁業有限公司中頻爐烘爐曲線見附圖2

 

 

在烘爐中出現坩埚打火現象,主要是大電流從局部通過。因此,要及時在坩埚模周圍進行均勻加鐵,使電流均勻分布,避免局部集中打火。可暫時保護焊縫正常熔化,反之局部高溫會燒傷爐襯,影響爐壽命。(3)第一爐出鐵水後,宜用36%~49%的額定功率連續熔煉5爐以上較好。

 

維護(1)盡量采用連續生産最好,但大部分鋁廠根據生産需要都沒有進行純粹的連續生産。在這種情況下,可在停爐後,根據具體情況,避免過大的溫降率産生過大的拉應力使爐襯裂紋,減少壽命。(2)若有多台爐子,在一次壽命期内不要勤于切換。另外,使用中應經常測試爐徑,及時發現爐襯變薄,進行修補或新築。若爐底變薄,則應采取相應的燒結工藝,二次修補、打結,使爐齡增加。(3)每次鐵水倒完或測量後,應及時趁熱加入鐵塊啟動升溫,但加鐵時要盡量輕放,減少外力對爐襯的損壞,涼鐵料要少量多次加入_4](4)鐵水應盡量滿爐熔煉,否則容易造成對爐襯中部沖蝕形成凹陷影響爐襯壽命。(5)應注意爐口部分膨脹是否正常,經常對爐口進行修補,避免爐口升高無法恢複,造成類似拉斷爐襯現象,影響爐襯壽命。(6)經常檢查爐體各分支管路水流和回水是否暢通和正常,避免局部過熱現象發生,并注意停電後鐵水的及時倒出、爐體冷卻及保溫等,這樣才能延長爐襯壽命。

 

中頻爐從安裝到運行,隻有從築爐、烘爐、使用維護等方面每個環接入手,從每個階段的着眼,才會使大大增加爐襯壽命,提高經濟效益,确保安全高效。