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进口上引法熔炉感应体工作原理及耐火材料选择

发布日期: 2020-07-30 11:19:12    阅读量(117)    作者:

整体浇注冶金炉技术是用耐火浇注料在现场一次浇注成型炉体耐火材料的一种冶金炉砌筑方法。这种技术在国内外钢铁行业已被广泛使用,许多钢铁行业的冶金炉都是整体或局部一次浇注成型的 ;国外资料上也有熔铜炉炉体用耐火材料整体浇注的报道。据相关技术资料介绍,这种技术的特点在于其结构整体性好,无砖缝、整体强度高,因而炉体寿命较长。由于这些优点,国内有色冶金行业也开始结合自己特点,在一些熔铜炉上试用这种技术。

1.感应体工作原理及耐火材料选择

1.1 感应体工作原理

上引连铸系统是通过感应体不断加热的方式,利用金属溶液冷却结晶的机理,从熔融的金属溶液中连续地制备具有一定形状的固态金属线材、板材等。感应体工作原理与降压变压器相似,一次线圈和二次线圈都绕在同一磁导体即铁芯上,感应体耐火材料沟槽中的环状金属熔沟,相当于短路的二次线圈,在感应电动势作用下产生电流或称涡流,涡流在具有一定电阻的熔沟金属中的流动会产生热量,使得金属被加热以至熔化。

1.2 耐火材料的选择

由于感应体在上引连铸生产中占据非常重要的地位,因此感应体炉衬耐火材料的选用、砌筑和烧结尤为重要。感应体中的耐火炉衬具有复杂的形状结构,感应线圈、铁芯和金属熔沟都贯穿其中,尺寸要求精确。炉底是炉子电热交换的中心,熔沟中熔体温度最高,感应线圈的绝缘却不能破坏。最薄位置,即厚度仅为 50~80mm 左右的熔沟内侧的环状耐火材料层,一边承受着高温熔体的冲刷、侵蚀,另一边承受着强烈冷却,工作环境十分恶劣。因此感应体炉衬的耐火材料选择,捣筑施工、烧结等尤为重要。本文主要从炉衬耐火材料的选择,捣筑施工、烧结进行阐述。构成感应炉炉衬的耐火材料一般选用不定形耐火材料,熔铜感应电炉炉衬的不定形耐火材料主要有干式捣打料、半干式捣打料、耐火浇注料和耐火可塑料等,上引连铸感应体炉衬选用干式硅质捣打料。干式捣打料的化学成分见表 1,常用耐火材料的基本性质表见表 2。

表1 干式捣打料的化学成分

表2 常用耐火材料的基本性质

1.3 干式捣打料的主要特点

(1)易于流动,其粉料易于充填颗粒堆积间的极小孔隙,从而获得高充填密度的致密体。

(2)有利于抵抗因膨胀或收缩产生的应力,有利于阻碍裂纹扩展和防止金属熔体侵入。

(3)便于结构复杂的炉衬施工,包括拆炉和清理。为提高捣打致密度,避免粒度偏析,应该选择合适的颗粒级,例如粗(20%~40%)、中(30%~30%)和细(30%~40%)。决定干式捣打料开始产生结合的温度及起始烧结强度的关键,是配料中加入的热固性结合起来剂和陶瓷烧结剂的种类和数量。

1.4 硅质捣打料

硅质捣打料,通常指石英砂,属酸性耐火材料,在高温下具有较好的抵抗酸性熔化的性质。我国河南铁门产的石英岩SiO2含量在95%在以上,并且含有微量的Fe2O3,即含有可以构成促进鳞石英生成的天然矿化剂。硅质捣打料配料中35%~40%的低于 0.008mm的细微颗粒有利于捣实,即获得较高的密度,同时有利于烧结过程中石英向鳞石英的转化。表3列出了熔铜感应炉用干式捣打料石英砂的粒度配比。

石英砂配料粒度比

表3 石英砂配料粒度比


作者:刘婉容,田军

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