石英砂讲座-炉衬常见问题.ppt

1、Silica石英砂炉衬常见问题石英砂炉衬常见问题何胜平Refractory Problems in Coreless Induction Furnaces/无芯感应电炉炉衬常见问题Superheating/过热Finning/穿炉Spalling/炉衬剥落Erosion/侵蚀Saturation/渗漏Build-up/结渣温度变化或温度梯度对炉衬产生的应力。当应力超过耐火材料的强度时，将使炉衬产生裂纹或使原有裂纹扩张。什么是热冲击？石英砂炉衬的抗热冲击能力石英砂炉衬的抗热冲击能力与操作有关快速的温度变化冷热循环不正确的加热程序/过早进水火焰的冲击间断性高功率过长时间的低液面保温与材料有关材料的

2、晶型转变速度炉衬烧结的情况炉衬松散层的厚度。石英砂炉衬的抗热冲击能力石英砂炉衬的抗热冲击能力当炉衬经过烧结再冷却后不可控制地会产生裂纹。再次使用之前要通过合理的起熔工艺，使炉衬的裂纹愈合。熔化钢的炉衬：1200C保温1-2小时熔化铁的炉衬：1100C保温1-2小时熔化铜的炉衬：1200C保温1-2小时熔化铝的炉衬：980C保温1-2小时加热到上述保温温度的时间，因炉子大小和频率的不同而不同。避免热冲击对炉衬的损坏：冷炉衬的起熔炉衬起皮，剥落烧结层形成不好漏电报警，送不了高功率局部或整体炉衬侵蚀加剧炉衬出现灰白色无芯感应电炉炉衬耐火材料中水分的影响无芯感应电炉炉衬耐火材料中水分的影响Superh

3、eating/过热What is meant by“superheating?”/炉衬“过热”指什么It is the condition of the refractory when it has been subjected to excessively high melting temperatures,enough to actually fuse or melt the refractory matrix.No grain definition would remain.Grain definition and grain boundaries are usually not vis

4、ible upon superheating./是指炉衬使用在过高的熔化温度下，足以熔合或熔化耐火材料的结合剂。分不清炉衬的颗粒形状。炉衬过热时，炉衬的粒形和颗粒的边缘通常是分布不清的Once fused,this“hot face”cannot be subjected to thermal shock and cannot be expected to be restarted successfully/炉衬一旦过热，将经不起热冲击，再起熔也不会成功现象：耐材呈现玻璃态，一般发生在炉体下部。是指炉衬使用在过高的熔化温度下，足以熔合或熔化耐火材料的结合剂。分不清炉衬的颗粒形状。炉衬过热时，炉

5、衬的粒形和颗粒的边缘通常是分布清的。原因：1、炉料架桥；不正确的加料方式2、耐火材料中含有金属（螺钉、焊渣等）；3、金属渗透或裂纹渗透。4、熔炼金属温度过高。缺少温度控制。5、原材料中Al2O3，Fe2O3等杂质会显著降低炉衬材料的耐火度，也会在正常操作温度下炉衬表现为过热现象。过 热What can be expected:/过热会导致：Severe refractory wear in superheated areas/过热区域耐火材料严重侵蚀Uneven surface of glass-like hot face/炉衬烧结层产生不均匀的玻璃体Poor thermal shock re

6、sistance leading to extensivecracking which will not be sealed due to loss ofreversible expansion/抗热冲击的性能降低，没有足够的可逆膨胀，产生的裂纹无法弥合Superheating/过热过热过热过 热鱼鳍状钻铁（金属）现象：大量金属渗透在耐火材料裂纹中。原因：冷热循环形成的裂纹：1、水平裂纹；a.分层：不正确的筑炉方法，每次加料前应扒 松前层表面，加料后除气4遍后再捣打4遍 b.炉衬依附：经常出现在出铁口与工作炉衬的结合部。可通过改变炉嘴的施工方法解决2、垂直裂纹；冷热冲击引起，采用正确的冷却工艺

7、和再起熔工艺。3、任意方向裂纹。一般由机械碰撞或脱模引起。Finning/鱼鳍状钻铁（金属）钻铁会导致：在钻铁周围的黑色金属渗透炉衬的寿命明显降低早期的接地报警潜在的铁水穿到线圈的风险干振料整体烧结，没有松散层炉衬表现为持续不断地从炉口膨胀钻铁的氧化会造成局部耐火材料的侵蚀鱼鳍状钻铁（金属）现象：耐火材料块或片从烧结的炉墙上脱落。原因：不恰当的筑炉或烧结引起。水蒸汽：烧结速度太快，材料中的水分来不及排出；机械剥落：加料引起；膨胀剥落：金属侵蚀后引起炉衬表面的膨胀不一致，造成炉衬脱落；提高整体 筑炉密度。挤压剥落：常发生在炉底；热剥落：温度快速变化。炉衬剥落炉衬剥落炉衬剥落炉衬剥落侵蚀现象：炉衬

8、变薄，坩埚内径变大。原因：1.机械侵蚀：炉料碰撞、摩擦；电磁搅拌（炉墙下部常出现大象脚）。2.化学腐蚀：熔溶金属反应；渣侵蚀。金属液和渣子对炉衬的化学侵蚀金属液和渣子深入烧结层渣子和炉衬发生化学反应，如：2FeO+SiO2=2FeOSiO2 铁橄榄石金属液中的一些成分和炉衬发生化学反应，如：C+SiO2=CO(g)+Si Gas Holes 有害的元素：Mn,Fe,C,Ca,V,Ti,Co,Al,Zn,Cu,Bi,Na,K,S,P,Li,Be,Sr,B有害的氧化物：FeO,MnO,CaO,Al2O3,CuO,B2O3,MgO,Na2O,Cr2O3 炉料（加料方式）对炉衬的影响炉底加回炉料，随后

9、加腐蚀性更强的炉料。如：回炉料；生铁；废钢。添加物碳、锰、去氧剂等要等到熔化到1/3炉后加入。使用两种尺寸的炉料可以降低棚料的可能性。控制向送电线圈以上部分的炉内加料。中频/高频无芯感应电炉的熔化模式。推荐使用的首炉炉料。无芯炉炉衬斜坡处侵蚀(大象脚侵蚀)与施工有关的原因：加入松料层厚度最大的施工密度，振动位置模具斜坡部位的设计和模具的加强浇注环的支撑作用化学不稳定性：低液面时金属液内氧化物，如FeO和MnO过多。机械搅拌和过热：磁力线的分布金属液的过热侵蚀渗漏现象：金属渗透在炉衬中。原因：1.筑炉密度太低；2.烧结层未形成之前金属已经熔溶；3.化学反应。石英砂炉衬结渣1、回炉料中含石英砂(粘

10、在铸铁表面的废型砂)较多，这些砂子会沉在炉底或粘在炉壁上使炉衬增厚，严重时使炉底形成V字形，炉子容积变小。2、石英砂炉衬系酸性炉衬，酸性渣遇到酸性炉衬粘附，尤其在渣线位置固定，出铁温度较低的情况下，渣线位置结渣严重，影响加料和炉子容量。对策:1、回炉料应清理干净方可进炉，炉料洁净可延长炉衬寿命。2、在熔化初期铁水液面升到挂渣严重处，暂停加料，加适量活性石灰在需要去渣的地方，缓慢升温或保温，待挂渣被侵蚀后扒渣;也可待铁水液面升到挂渣严重处，暂停加料，继续升温至1400一1420，用铲刀小心铲除挂渣;如挂渣在渣线位置，采用多加一些炉料，在炉料全部熔化后，把出铁温度比平时提高20-V 30左右，扒净渣子。结渣现象：炉墙变厚，不光滑。原因：金属氧化物、含渣和砂的回炉料等在炉墙上引起附着。炉料 添加剂-SiC,合金耐火材料聚渣剂熔化过程的炉料氧化难熔氧化物的来源结渣物的形成金属氧化(O2 in metal)如:Fe+O FeO氧化物的置换反应Example:2Al+3FeO Al2O3+3Fe 复杂氧化物的来源Gibbs 自由能熔炼温度结渣对炉衬表现的影响结渣是飘浮在金属液上的不熔氧化物、硫化物或磷化物粘在金属液流速低、热损失的炉衬部位降低炉子的容量降低炉子的熔化效率使隐藏在渣中的金属容易被过热和炉衬耐火材料发生反应清渣时对炉衬易造成机械损伤改变挂渣部位炉衬的热力学状态