炼钢设备使用的耐火材料的改进选择感应加热设备的6条指南冶精.docx
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炼钢设备使用的耐火材料的改进选择感应加热设备的6条指南冶精
铝合金喷铸成型新技术
喷铸成型生产方法其特色是：
熔炼金属液在极短暂的时间内，经由雾化装置将金属液喷散成微小颗粒（10～500微米），喷铸堆积在预定的沉积板上。
喷铸成型制程最大的特点，就是熔炼金属液急速冷却凝固及雾化作用，使金属液中过饱和的第二相能够微细化并均匀分散，克服了传统铸造制程中，因冷却速率较慢而产生的宏观的偏析及组织粗大的现象。
喷铸成型制程由金属液直接成型为固态的粗胚体，也克服了粉末冶金制程中，繁琐多道次处理程序及其组织密实度不佳及粉末氧化严重的问题，使得喷铸成型材料比粉末冶金材料具有低气孔隙和较好的性能。
喷铸成型的优点有很多，如：
高的堆积速率，（一般为0.25～1.7千克／秒）；形状可复杂化，可减少加工过程；合金的调配多样化，成分不受限制；粗胚体的密度较粉末冶金高，氧化物含量也较小等。
在喷铸成型制程中，金属液可以非常快速地冷却凝固并凝结为实体形状，使得传统铸造制程的宏观偏析问题及粉末冶金制程中氧化的缺点，得以克服，而表现出优异的材料特性。
喷铸成型的制程方法是一种新型的铝合金成型方法，是建材、汽车部件、核电厂使用复合材等最佳选择。
选择感应加热设备的6条指南
加热类型
应用范围
频率选择
功率选择
工件透热
紧固件、标准件、汽配、五金工具、索具、麻花钻的热镦热轧等
原则：
工件直径越大，频率应越低。
如：
Φ20以上,中频（1-20KHZ）Φ5-20,高频（20-100KHZ）Φ5以下,超高频（100-500KHZ）
根据生产效率选择合适的功率,功率越大，速度越快．具体可咨询公司技术人员.
热处理
轴类、齿轮、链轮、机床导轨配件、金属线材退火、液压配件、汽车配件、刀剪钳、不锈钢锅退火等等
原则：
工件要求淬硬层越浅，频率应越高。
如：
1mm以下，超高频100-500KHZ；1-2.5mm，超音频20-100KHZ；
2.5mm以上，中频1-20KHZ。
结合工件形状、淬火方式、淬火硬度、淬硬层要求及材料等综合考虑，具体可咨询公司技术人员。
钎焊
钎头、车刀、铰刀、铣刀、钻头等及不锈钢锅底不同材料的复合焊接
原则：
焊接体积越大，频率越应降低。
体积小于30*30*30的刀具，可采用高频；
大于30*30*30，应用中频。
根据具体工件形状、材料、焊料等情况来定。
熔炼
金、银、铜、铅等贵金属
中频，小容量可选高频
根据熔炉及生产效率具体而定。
其他
铝塑管、钢塑管、电缆、电线的加热覆膜；食品、饮料、制药行业使用的铝箔封口。
根据具体情况而定
根据生产速度、材料、温度而定。
特殊功能及配套设备
如双频设备、多负载匹配型（双机头、多抽头）、自动控制型、一拖二、桥梁输油管弯管、恒功率恒电流、软连接感应器。
冶炼电炉怎样除尘？
具体流程及技术讲解
随着我国环保法规的健全与完善、人们环保意识的提高，在引进国外或改造已有电炉冶炼技术与设备的同时应考虑与之配套的世界先进电炉除尘系统。
近几年，电炉增设气（油）氧喷枪、热装铁水等工艺改进，生产节奏加快、冶炼时间缩短，产量相应提高。
除尘系统也就出现了能力不足、效果降低的现象，各厂也纷纷从技术上论证，采取措施达到国家规定的排放指标。
就此，对电炉除尘系统提出三个关键性问题，进行分析。
一、除尘系统工艺流程
1、普遍采用的工艺流程
电炉炉内一次排烟、电炉密闭罩及厂房屋顶二次排烟及精练炉、上料系统排烟、风机加压送入电炉除尘系统主管道相结合的烟气捕集、滤袋过滤的干式除尘方法、负压操作的工艺流程。
2、PLC自动控制
（1）脉冲（设定时间或压差）反吹清灰。
（2）根据冶炼工况自动调节各烟尘捕集点的风量、风压和风机功率。
二、关键技术问题
1、除尘器布袋滤料的品质
滤料的品质选择，决定了除尘器的运行阻力和运行费用、投资费用，直接影响烟尘的排放浓度。
2、清灰技术
清灰性能的好坏直接影响过滤效率率和布袋的寿命。
3、烟气温度
烟气温度控制直接影响密闭罩及厂房屋顶排烟效果、炉内微负压形成和布袋的寿命。
三、技术分析
1、布袋滤料
常用的布袋滤料为涤纶针刺毡，其过滤原理是依据布袋表面的一次粉尘层（尘饼）来实现过滤。
电炉烟尘特点：
轻、细、分散性大和流动性差；极易堵塞布袋，即\\"糊袋\\"。
烟气中的主要成分与粉尘成分。
FeO、 FeO／Fe2O3和CaO容易在布袋表面结晶成块覆盖滤料的孔隙，再加上粉尘渗入滤料内层久而久之堵塞孔隙，使得通过布袋气流量下降，压力损失增加，除尘器运行阻力增高。
各个吸尘点对烟尘捕集“有气无力”，烟尘向外弥散污染环境；布袋反吹清灰周期变短甚至不间断反吹清灰，降低布袋疲劳寿命而破裂，造成烟尘排放超标（大于100mg/Nm3）。
为达到环保排放要求，不得不更换布袋，增加运行费用。
另外，系统难免的事故水也将是烟气中水分的来源。
因此，布袋滤料选择原则建议传统涤纶针毡进行特殊处理，以满足：
a. 憎水性，水份不与布袋结合，不粘尘，粉尘、水份沉落灰仓。
b. 布袋滤料纤维断裂强度，建议：
横向绽裂强度＞120kg/5 cm；纵向绽裂强度＞70kg/5cm。
2、清灰技术
（1） 清灰用具可调压力的介质气体。
布袋滤料使用初期，其过滤效率较高，布袋堵塞程度较轻，清灰反吹压力可控制在3～4kg。
避免布袋长期在较高压力下运行而提前疲劳；布袋滤料使用后期，布袋堵塞程度越来越重，运行负荷持续上升，低压力反吹难以清灰，此时可用5～7kg压力清灰，使过滤压降尽可能降低，保持较好的清灰效果，达到延长布袋疲劳寿命的效果。
但此时应增加文氏管防止高压气体偏吹造成布袋破裂。
（2）清灰用介质气体应无水无油，对钢厂而言使用氮气较为理想。
因为在一定压力、温度下压缩控制中含有一定量的水份。
（3）除尘器停止运行后应继续反吹清灰两个周期，避免空气中水份与布袋表面灰尘结合结块糊袋。
3、烟气温度
（1） 进入除尘器的烟气温度（T）过高，布袋滤料收缩变形使运行阻力增加。
如果烟气温度（T1）超过滤料软化温度点，将使布袋失效或烧毁。
因此，在进入除尘器前必须有事故保护的混风机构，使得外界自然空气充分与烟气混合、冷却，保证烟气在布袋滤料软化温度点以下进入除尘器。
（2）如果烟气长期在事故状态下进入除尘器，必将使整个除尘系统管网“短路”，造成各个吸尘点捕集烟尘效果极大降低；T2温度过高，水冷，滑套自动滑离炉盖烟气弯头，炉内微负压难以形成。
要求烟气管路有充分的冷却能力；如水冷烟道有足够长或相当直径，机力冷却器有足够的冷却面积。
四、结论
选择防油防水涤纶针刺毡，采取合理的清灰技术，控制好电炉除尘系统的烟气温度，将会使系统运行阻力小、除尘效果好、布袋寿命较长，运行费用低。
三者间有机、合理地匹配，完全立足国产化即可满足电炉除尘系统达到环保规定的排放指标。
如何提高中频炉寿命
这里以中频炉为例，讲述如何让中频炉使用寿命更长。
希望对广大读者朋友和企业友随帮助。
首先，中频电炉在初次及日后的使用中，均需在炉体中打炉衬和对其进行烧结。
炉衬根据原料和熔炼需要的不同分为酸性和碱性炉衬，我厂使用的是酸性炉衬。
打炉衬，就是用石英砂等材料，沿炉体内壁做一保护层隔离熔炼料与炉体内的感应线圈，保护感应线圈。
打炉衬时应注意，用力均匀打结实，一次打完，一次成型。
炉衬打好后需经长时间低温烘烤，使之凝结成个坚固的整体，且具有相当强度，能经受熔液搅拌和加料冲击。
烧结时，应遵循空炉低功率慢升温的方法，连续烘烤36小时以上，使之充分凝结固化。
炉衬打结的好坏，是保证中频电炉的使用寿命和安全的重要前提。
炉衬打结好后，如何正确、合理操作是延长中频电炉使用寿命和保证人生安全的关键。
般情况下，操作使用中频电炉前要先检查，水冷却系统水流是否通畅，冷却水水压、水温是否正常，是否有漏水现象，液压系统是否能正常工作。
操作中要做到，小心谨慎不乱摸乱碰，一人操作，一人监护，并且严禁闲杂人员进入机房，防止触电。
熔炼过程中要使用干燥的熔料，并做到轻放料，勤加料，当炉内熔料熔化达到需要时应及时倒出，避免高温增加炉衬损耗；勤观察，当发现炉体外侧有发红现象，这就是要漏炉的先兆，应及时采取关停中频电源，倒出炉内熔料等措施，避免漏炉事故的发生。
使用中还应注意，当发现炉衬变得很薄，不能继续使用时，应砸掉旧炉衬重做新炉衬，防止漏炉事故发生。
另外，由于中频电炉工作在高温，高电压，大电流下。
因此，应经常清扫机房、电源柜内和感应线圈连接铜排的灰尘，防止绝缘降低发生故障。
经常检查各冷却水路水流、水压是否正常。
定期对各部件的连接螺栓、螺母进行紧固，防止接触不良烧毁部件。
定期对水冷却系统抽水电机、液压站电机进行保养，清洁液压油，保证设备的正常供水和供油。
定期对设备的额定电压，电流进行效验，防止保护电路失灵。
定期、正确和精心的维护是延长中频电炉使用寿命和保证安全的重要保障。
中频炉—冶炼的配料及分类
第一节冶炼方法的分类：
根据冶炼过程有用氧与不用氧来分，有氧化法和不氧化法。
根据装料的入炉状态分，有热装和冷装两种。
热装没有熔化期，冶炼时间短，生产率高，但需平炉、转炉或其它形式的炉子配合；冷装主要使用固体钢铁料或海绵铁等。
根据冶炼过程中的造渣次数分，有单渣法和双渣法。
根据氧化期供氧方式的不同，有矿石氧化法、氧气氧化法和矿、氧综合氧化法及氩、氧混吹法。
冶炼方法的确定主要取决于炉料的组成以及对成品钢的质量要求，下面扼要介绍氧化法与不氧化法冶炼特点：
（1）氧化法。
氧化法冶炼的特点是有氧化期，在冶炼过程中采用氧化剂来氧化钢液中的Si、Mn、P等超规格的元素及其他杂质。
因此，该法虽然是采用粗料却能冶炼出高级优质钢，所以应用极为广泛。
缺点是冶炼时间长，易氧化元素烧损大。
（2）不氧化法。
不氧化法冶炼可回收大量贵重合金元素和缩短冶炼时间。
不氧化冶炼特点是没有氧化期，一般全用精料，如本钢种或类似 本钢种返回废钢以及软钢等，要求P、S等杂质含量越低越好，配入的合金元素含量应进入或接近于成品钢规格的中限或下限。
在缺少本钢种或类似本钢种返回废钢时，炉料中可配入铁合金，多用于冶炼高合金钢等钢种上。
第二节配料的要求与计算：
科学的配料既要准确，又要合理地使用钢铁料，同时还要确保缩短冶炼时间、节约合金材料并降低金属及其他辅助材料的消耗。
配料的首要任务是保证冶炼的顺利进行。
一、对配料的基本要求：
1、准确配料：
配料重量不准，容易导致冶炼过程化学成分控制不当或造成铸件浇不足，也可能出现过量而增加消耗。
炉料化学成分配得不准，会给冶炼操作带来困难，严重时将使冶炼无法进行。
一般是根据冶炼的钢种、设备条件、现有的原材料和不同的冶炼方法进行配料。
配料的准确性包括炉料重量及配料成分两个方面。
以氧化法冶炼为例，如配碳量过高，会增加矿石用量或延长用氧时间；配碳量过低，熔清后势必进行增碳；如炉料中S、P太高，给炉前操作带来极大困难，不仅延长冶炼时间，而且对炉衬侵蚀严重，有时甚至要终止冶炼。
为了杜绝以上情况，配料前掌握有关钢铁料及铁合金的化学成分是十分必要的。
2、钢铁料的使用原则：
钢铁料的使用原则主要考虑装料方法、冶炼方法、钢种的化学成分以及产品对质量的要求等。
此外，在配料时，还应预先掌握好钢铁的块度和单位体积重量。
一般炉料中应配入大块料30~40%、中块料40~50%、小块料或轻薄料15~25%。
二、配料计算公式：
1、配料量=装入量—铁合金总量—矿石进铁量—余钢回炉量；2、装入量=出钢量/钢铁综合收得率；3、铁矿石进铁量=铁矿石加入量×含铁量×铁的收入率.矿石加入量一般按出钢量的4%计算，矿石含铁量为55%，铁的收得率按80%回收，炉料总的综合收得率波动于92~96%，一般按94%计算。
第三节装料方法及要求：
一、装料方法：
人工装料多用于公称容量小于3t的电炉，缺点是装料时间长、生产率低、劳动强度大。
料筐顶装料是目前最理想的装料方法，速度快、热损失小，且炉料可事先提前装好，布料合理。
电炉炼钢最常见的是冷装料，按其入炉方式不同分为人工装料和机械装料。
二、对装料的要求：
为了缩短时间，保证合金元素的收得率，降低电耗和提高炉衬的使用寿命，装料时要求做到：
准确无误、装得致密、布料合理及快速入炉。
装料前，配料工要认真按计划炉号、钢种的要求配料，依据不同钢种工艺的要求，认真分析计算，准确配料。
因此在装料前需核定所需配入的钢铁料的组成、合金成分，还要校核计量仪器，保证全熔后化学成分合适、重量准确，以利于冶炼的顺利进行。
要达到致密，装料时必顺依靠大、中、小炉料合理的搭配。
炉料装得致密，可求得一次装完，并能改善炉料的导电传热性能，电极穿井时，弧光稳定，有利于熔化。
通常，炉料小于10kg的叫小料，10~25kg的叫中料，大于50kg的叫大料。
装料时，对不同容量电炉的炉料有不同的尺寸要求，但炉料最大不得超过炉料总重的1/50。
合理的布料更为重要，一般均是将部分小料杂铁装在料筐底部，在小料的上面，料筐的中心部位装大料或难熔料，中间填小料，做到平整、致密、无大空隙，使之既有利于导电，又可消除料桥及防止塌料时折断电极。
其余的中小料装在大料或难熔料的上边及四周。
最后在料筐的上部装入料重0.02%~0.03%的杂铁，以利于引弧、稳定电流和减轻弧光对炉盖的辐射损伤。
生铁不要装在炉门附近，而是要装在大料或难熔料的周围，以利于它的渗碳作用，降低大料或难熔料的熔点，从而加速熔化。
渣钢、汤道钢等不易导电的炉料应装在远离电极的地方，以免影响导电。
凡随炉装入的铁合金，为了保证元素的的收得率，应根据它们不同的理化性能装在不同的位置，如钨铁钼熔点高，不易氧化，可装在高温区，，但不要装在电弧下边；铬铁、镍板、锰铁等应装在远离高温区的位置，以减少它们的挥发损失。
炉内的温度是中间高、四周低，因此布料时应做到中间高、四周低。
另外，还应保证穿井快、不搭桥、炉门和炉后坡无大料、无难熔料。
第四节炉料入炉与送电：
一、炉料入炉：
炉料入炉前，电炉炼钢工应根据作业计划、配料单审核炉料中的重量及合金元素与成分，并在炉底垫入料重1~2%的石灰。
炉料入炉后，对于过高的炉料应压平或吊出，以免影响炉盖的扣合，同时防止炉盖被打弧而漏水。
料筐顶装料要有专人指挥，炉盖开出后，应迅速将料筐吊入炉内的中心位置，不得过高、过偏与过低。
在料筐的链板不被粘坏的情况下尽量低些。
对于二次加料，不得等一次料完全化清才加料，以免钢液喷射与飞溅，同时还要防止爆炸，潮湿的炉料严禁装入多次装料的料筐中。
二、送电：
炉料入炉后，在送电前应对炉盖、电极、机械传动系统、水冷系统、电气设备等进行检查，如发现故障要及时处理，以免在冶炼过程中造成停工；还应检查炉料与炉门或水冷系统是否接触，如有接触要立即排除，以免送电后被击穿。
如电极不够长时，最好在送电前更换，如接头位置松动，以利于一次穿井成功，应先拧紧，减少冶炼过程中造成停工现象。
中频炉|中频电炉11项数据
中频炉|中频电炉|中频电源|—安装模拟图
中频电炉安装模拟图（a）
中频炉-安装模拟图
（二）
中频炉|中频电炉|中频电源|—安装模拟图
中频电炉安装模拟图（c） 中频电炉安装模拟图（d）
中频电炉安装模拟图（e）
炼钢设备使用的耐火材料的改进
超高功率电炉出钢口在使用过程中要经受钢液的侵蚀、氧化和温度的剧烈变化。
目前，一般用含碳量较高的不烧MgO-C质耐火材料砌筑出钢口，因而出钢口的抗氧化性和抗钢液冲刷性都不能达到满意的效果。
为此，钢铁研究总院对提高MgO—C质耐火材料的强度和抗氧化性进行了研究，开发出了低碳MgO-C和A1203-SiC-C复合材料的整体出钢口。
实验原料选择MgO含量>98.5％、CaO/Si02>2的大结晶电熔镁砂，石墨选用纯度为99.0％的高纯天然鳞片石墨，结合剂选用酚醛树脂，并添加金属Al粉、Mg—Al合金和B4C粉。
将上述原料混合均匀后，用液压机成型为Φ36mm×36mm的样块，在200℃下烘烤12h进行热处理，然后对试样的抗氧化性能进行评价，并测定其常温物理性能。
氧化实验是将试样放入电阻炉中，在大气气氛下加热到1400℃，保温2h后自然冷却。
测定实验前后试样的质量，并计算试样的氧化失重。
实验结果表明，随着MgO-C材料中石墨含量的增加，试样的常温耐压强度降低；体积密度大，气孔率小的试样的强度较高。
随着石墨含量的增加，试样的失重率明显增加。
特别是当碳含量>8％时，试样的氧化失重率显著增加，说明材料的抗氧化性大幅度下降。
但是，综合考虑到加入一定量的石墨可以提高材料的抗热震性和抗渣侵蚀性，因此还是有必要加入一定量的石墨。
试验表明电炉出钢口耐火材料的碳含量为6％左右为佳。
实验还表明，在出钢口加入少量的B4C粉是十分必要的，加入含有B4C的低碳MgO-C质等静压成型整体出钢口具有优良的抗氧化性能。
在出钢口的下端部经常出现钢渣的附着，而且该部位耐火材料经受的温度变化最大，特别是在填充料不能靠钢液静压力自动打开出钢时需要吹氧，其损毁速度是其他部分的两倍。
由于A12O3-SiC-C材料的抗氧化性能明显优于MgO-C砖，因此，在出钢口的下端部内壁复合了一层A12O3-SiC-C材料。
A12O3-SiC-C复合内衬材料的引入延缓了出钢口端部喇叭口的扩大，并降低了挂渣层的厚度。
采用低碳MgO-C材料，并用等静压成型方法生产出的出钢口与传统组装高碳MgO-C材料出钢口的常规性能比较见表。
改进后整体出钢口与组装出钢口材料性能比较
材料
MgO,%
Al2O3,%
SiO2,%
CaO,%
SiC,%
F.C,%
体积密度g/cm3
显气孔率,%
常温耐压强度,MPa
改进前出钢口管砖
73.12
6.15
3.72
1.38
13.57
2.88
4.8
64
改进前出钢口端砖
70.03
5.88
2.12
1.32
20.0
2.84
4.2
56
改进后整体出钢口砖
81.24
6.24
2.85
1.41
5.83
3.06
4.0
82
改进后整体出钢口衬砖
75.23
0.23
0.56
9.12
12.68
3.15
3.5
65
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