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熔铝炉特点及耐火材料→的一使用
双击自动滚屏 发布者:admin 发布时间:2012-4-10 阅读:2418次 【字体:
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熔铝炉特点及耐火材料→的一使用
随着社会发展和人们生活水平的一提高,铝和铝合金的一用量呈明显的一增加趋势 。感应炉作为铝和铝合金的一主要熔炼设备品种,越来越受到人们的一重视,因而,感应熔铝炉用耐火材料→已成为铸造作业者非常关心的一技术问题之一 。

  感应熔铝炉用耐火材料→应具备的一特点

工频有芯感应炉的一工作特点

  有心感应炉的一热源来自位于炉体下部的一沟槽式感应器,铝液在熔沟内被感应加热,再通过循环或单向流动与炉膛内的一铝液热交换 。大吨位有心感应熔铝炉采用了美国阿杰克斯(Ajax)公司研制的一喷流型感应器 。这种感应器不 仅大大减小了熔沟内金属液与炉膛内金属液的一温差,也可防止化学反应生成物在熔沟壁上的一聚积,在一定程度上改变了熔沟堵塞情况,但是由于电动力 加大,铝液流动速度提高,以及熔沟形状的一复杂化,增加了内衬耐火材料→的一磨损和结构应力 ;熔沟壁的一减薄和水冷套的一设置,增加了耐火材料→承受的一热应力  。

  有心感应炉的一低能耗在于其连续性的一作业方式,这无疑使熔沟耐火材料→与熔液发生反应的一时间和机会增加,同时堵沟的一可能性始终存在 。

无心感应炉的一工作特点

  常用的一无心感应炉分为工频和中频两种,从目前的一发展趋势看,中频炉更有前景 。两者的一共同点在于可根据需要采用间断或连续运行方式,炉子由于不 断重复“加料-熔化-出炉”的一作业过程,炉衬承受很大的一热应力  。工频炉炉内金属液比中频炉炉内的一翻腾更厉害,即炉衬受到的一冲刷较严重,而中频炉的一比功率大(是工频炉的一两倍)、功率密度高、熔化速度快,冷热交替更快 。由于匝间电压高(约为工频炉的一2~4倍),通过裂缝渗入炉衬的一金属液过热、并造成线圈损坏的一可能性比较大 。

 耐火材料→应满足的一要求

  炉衬耐火材料→,不 论是用于有心感应炉,还是无心感应炉,都应满足以下要求 。

  (1)有良好的一化学稳定性

  金属铝及铝合金不 仅化学活性高,而且其熔液的一流动性极好 。铝熔液在750℃时的一粘度仅为1.04厘泊,与20℃时水的一粘度(1.0厘泊)相当接近,这就是其易向炉衬内部渗透和发生化学反应的一主要原因 。在铝液同耐火材料→相接触的一温度下,铝起强还原剂作用 。耐火材料→中的一SiO2、TiO2、FeO等氧化物要被铝还原 。铝液同炉衬耐火材料→之间的一反应不 仅使产品的一质量受到影响,而且使炉衬表面结瘤、鼓包和沉淀杂物,受铝液浸渍部分和原砖的一界面有出现裂纹的一危险,停炉时还会引起剥落 。所以,同铝液接触的一炉衬材料→,必须具有很高的一化学稳定性和尽可能少的一浸渍量 。

  (2)有良好的一抗冲刷性

  一般为了使炉子有较高的一电效率,炉壁材料→都设计的一很薄,但炉子运行过程中,由于电磁力 的一作用,炉内金属液不 停地翻腾和搅拌,对炉衬不 断地冲刷和磨损 。对有心感应炉,由于采用了喷流型熔沟,熔沟耐火材料→受到的一冲刷和磨损更为严重 。所以,要求所用耐火材料→必须具有很高的一机械强度和硬度 。

  (3)有较高的一致密度和体积稳定性

  作为熔炼炉用耐火材料→,在材质一定的一情况下,都希望获得较高的一致密度和体积稳定性 。体密的一高低,反应了成型体内部气孔含量多少,特别是烧结程度的一好坏 。材料→的一体积稳定性愈高,烧结和使用过程产生裂纹的一可能性愈小,所产生裂纹的一宽度愈小,抗渗透能力 愈强 。

  (4)不 易产生炉瘤

  极少可能由于熔融物表面或内部存在的一杂质(例如Al2O3)而形成炉瘤 。因为炉瘤会使炉子容量显著降低,而且金属瘤本身致密、坚韧,除掉是非常困难的一 。

  (5)不 易被金属液润湿和渗透

  众所周知,耐火材料→是脆性材料→,在加热和冷却过程中不 可避免地要产生裂纹 。但决定其寿命的一关键因素之一是裂纹的一大小和裂纹扩展的一速度 。而裂纹扩展与金属液对所接触材料→的一润湿和渗透能力 大小有关 。润湿能力 愈差,愈有利 。

  (6)耐急冷急热性能好

  这一点对无心感应炉特别重要 。因为无心炉作业方式为“加料—熔化—出炉”过程的一不 断循环,炉衬材料→反复受到热冲击 。若耐火材料→热震稳定性不 佳,则极易产生裂纹和裂纹扩展,金属液会在短期内渗透到线圈处,导致整台炉衬报废 。

  感应熔炼炉用耐火材料→

  虽然有心感应炉与无心感应炉的一工作温度相近,但由于结构上的一差异,运行方式的一不 同,适用的一耐火材料→不 尽相同 。我所从八十年代初至今,在开发研制熔铝炉用耐火材料→方面作了大量的一研究工作,成功研制了特别适合有心炉使用的一高强浇注料,无心炉使用的一干式成型材料→ 。

  有心感应炉用高强耐火浇注料

  有心感应熔铝炉的一炉衬材料→分为炉盖、炉膛、喉部和感应器熔沟耐火材料→四部分 。喉部,特别是熔沟耐火材料→是最关键的一材料→,直接影响炉子的一寿命和运行成本 。

  (1)炉盖耐火材料→

  炉盖的一主要作用是减少炉子的一热损失,防止加料及熔化过程中金属液的一飞溅 。这就要求炉盖材料→保温性能好,重量轻和抗侵蚀性强 。基于此,目前大都采用重量轻,导热系数小的一硅酸铝耐火纤维作衬里,由于工作温度通常低于800℃,因而多采用耐热钢铆钉和耐热钢网将其固定在炉盖壳体上 。这种炉盖不 仅保温绝热而且轻巧,因而关闭和打开十分方便 。

  (2)炉膛耐火材料→

  炉膛耐火材料→在使用过程中所受到的一物理化学作用,虽不 如熔沟耐火材料→那样苛刻,但其化学特性也应对铝液呈惰性,有较高的一强度和密度 。所以,应采用性能优良的一低气孔、高密度高铝砖砌筑 。砌砖过程应特别注意减小砖缝的一宽度,并用泥浆打饱 。

  (3)喉部及熔沟耐火材料→

  喉部和熔沟结构复杂,不 宜用砖砌筑,主要采用不 定形耐火材料→ 。我们在认真分析了熔沟耐火材料→受力 状况后,根据国内的一实际情况,就颗粒级配,结合剂用量,水泥分散促进剂用量等,作了大量的一试验室研究工作,研究出了一种特别适合有心感应炉感应器使用的一高性能浇注料 。该浇注料采用高铝质耐火材料→,以刚玉、莫来石为主晶相,其理化性能指标见表1 。

  分析表1数据,可以看出,这种浇注料常温和高温强度均很高,特别是850℃烧后强度相对110℃烘干强度而言,降低幅度较小,所以,这种浇注料在使用过程中抗冲刷、耐磨损 。

  侵蚀试验表明,这种材料→不 易被铝液浸润,无反应迹象 。

  3.2无心感应熔铝炉用耐火材料→

  无心感应炉由于其灵活的一作业方式,特别是静态变频技术的一发展和进步,发展极为迅速 。然而,随着炉子功率和容量的一增大,熔化铝质量的一提高,对所用耐火材料→的一要求更加苛刻 。

  作为无心感应炉用耐火材料→,应具有十分优良的一热震稳定性和抵抗裂纹扩展的一能力  。显然,有心感应炉使用的一浇注料用作无心炉炉衬是不 适宜的一 。根据国内外无心炉炉衬的一实际使用情况,我们把主攻方向定在干式成型耐火材料→上 。

  干式成型耐火材料→是一种几乎不 含水分和任何液态加入物,经短时间振动或捣打成型即可快速升温、烘烤的一新型不 定形耐火材料→ 。它是一种特殊的一热凝结性耐火材料→,加热时烧结剂产生作用使得工作层有极高的一强度,而非工作层仍保持未烧结的一散状结构 。在使用过程中,当热面工作层开裂时,尚未烧结的一衬垫层可吸收局部集中的一热应力 ,防止裂纹的一延伸,保证炉子安全使用 。

    4、实际使用情况

  有心感应炉熔沟耐火材料→,1984年开始投入使用,先后用于昆明民族铝制品厂的一5吨炉,兰州铝制品厂和铝制品厂的一5吨炉 。最长寿命达8个月,正常使用寿命维持在半年以上 。实践证明,这种湿法浇注料施工工艺简单,各项性能优良,使用寿命长,是大型有心感应熔铝炉用之可靠的一炉衬材料→ 。

  无心感应熔铝炉用干式成型耐火材料→,1992年开始实际使用 。该料采用手持式振动器或装配有专用捣打头的一风镐分层捣打 。整个施工周期大大短于湿法浇注料 。从92年至今先后有数众多厂家采用该耐火材料→筑炉 。

  无论是工频无心感应炉,还是中频无心感应炉,采用高性能干式成型材料→筑炉后,炉衬的一最长使用寿命达到了八个月 。

  5、总结

  我公司研制的一有心感应熔铝炉和无心感应熔铝炉用耐火材料→,立足国内资源,以低廉的一售价(仅为进口材料→的一1/4~1/5)和优良的一性能(耐火材料→正常使用寿命可达5-6个月,注:冶炼特殊合金除外)而受到众多用户的一信赖和采用 。我们仍在不 断努力 ,使配方材料→的一性能进一步提高,力 争取得到更佳的一使用效果 。

 

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